LEE- Fizik Mühendisliği-Doktora

Bu koleksiyon için kalıcı URI

http://hdl.handle.net/11527/19277

Gözat

Yazar "Durucu Alveroğlu, Esra" ile LEE- Fizik Mühendisliği-Doktora'a göz atma
  • Öge
    CSA'nın P3HT VE MEH-PPV polimerlerinin fiziksel özelliklerine etkisi
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-04-07) Uludağ, Cem ; Durucu Alveroğlu, Esra ; 509142110 ; Fizik Mühendisliği
    Bu tez çalışmasında iki temel organik yarıiletken polimerin P3HT ve MEH-PPV kullanılması hedeflenmiştir. İlk olarak P3HT analiz edilmiştir. Daha önceki çalışmalarda, kamfor sülfonik asitin (CSA) konjuge polimerler üzerindeki doping (katkılama) etkisi belirtilmiş ve nanofilmler aracılığıyla polimer üzerinde elektriksel (dc) iletkenliklerinin artışına sebep olduğu gözlemlenmiştir. Öte yandan, bir çözücü olarak m-cresolün asitliği nedeniyle polimerlerdeki taşıyıcı yük hareketliliğini arttırdığı da öne sürülmüştür. P3HT polimerinde CSA'nın katkılama etkisi ile ilgili birçok çalışma olmasına rağmen, P3HT, CSA ve m-cresolün birlikte kombinasyonu ile ilgili bir çalışmaya rastlanmamıştır. Bu çalışmanın ilk aşamasında çözücü m-cresolün ve CSA'nın P3HT üzerindeki etkisi açıklanmıştır. P3HT ince filmlerin optik absorpsiyonunu ve dc elektriksel özelliklerini geliştirmek için katkı maddesi olarak CSA ve ayrıca çözücü olarak m-cresol kullanılmıştır. İnce film örneklerinin yapısal, optik ve elektriksel özellikleri için çözücü m-cresolde CSA'nın P3HT üzerindeki katkılama etkisi incelenmiştir. Ayrıca ilk aşamada, P3HT filmlerin iletkenlik-sıcaklık özellikleri incelenmiş ve daha sonra ince filmlerdeki CSA miktarlarının etkilerine katkı sağlanarak her bir numunenin aktivasyon enerjileri hesaplanmıştır. P3HT'nin (Poly (3-hexylthiophene)) yapısal, optik ve elektriksel özellikleri, CSA m-cresol içindeki katkılama etkisi ile incelenmiştir. P3HT ince film örneklerinin SEM görüntüleri ve optik mikroskopisi, CSA'nın P3HT yüzeyinde dağılması yoluyla morfolojik etki göstermiştir. Optik absorpsiyon analizinde, 650 nm ile 900 nm arasında CSA filmleriyle katkılı P3HT'de kırmızıya kayma ve genişleme araştırılmıştır. Ayrıca, P3HT ince filmlerin elektriksel iletkenliklerinin, 313-337 K sıcaklıkları arasında doğrusal bir artış gösterdiği ve CSA'nın P3HT'nin dc iletkenliğini Kelvin başına 7.04x10-9 S/cm'den 1.31x10-6 S/cm'ye yükselttiği ortaya konmuştur. İlk aşamanın sonunda, Arrhenius denklemi kullanılarak örneklerin aktivasyon enerjileri hesaplanmıştır. Çözücü m-cresolde CSA'nın P3HT üzerindeki artan etkisi sonucu, P3HT'nin aktivasyon enerjisi 0.605 eV'den 0.302 eV'ye düşmüş ve dolayısıyla elektriksel iletkenliğe katkısının olduğu ispatlanmıştır. P3HT polimerinin analizinin ikinci aşamasında dielektrik özellikler incelenerek polimerin kapasitif etkisine bakılmıştır. P3HT/CSA kompozitlerinin kompleks elektriksel geçirgenlik, kayıp tanjantı, kompleks elektrik modülü dahil olmak üzere frekansa bağlı elektriksel özellikleri incelenmiştir. Numunelerin yapısal özellikleri FT-IR spektroskopisi ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) görüntüleme ile gerçekleştirilirken; enerji depolama potansiyelini ortaya çıkarmak için empedans ve iletkenlik ilişkisi, 20 Hz ile 10 MHz arasında empedans analizörü kullanılarak yapılmıştır. Numunelerin kompleks elektriksel geçirgenlik analizi, CSA takviyesinin P3HT'nin hem enerji depolama kabiliyetini hem de iletkenliğini artırmada olumlu bir etkiye sahip olduğunu ortaya çıkarmıştır. Özellikle 0.011M CSA içeren kompozitin ' değerinin diğerlerine göre daha yüksek olması, daha düşük kayıp tanjantına sahip olması ve iletkenliğinin tüm numunelere göre yüksek olması bu kompoziti birçok uygulama için cazip kılmaktadır. Ayrıca P3HT'nin süperkapasitif yapısının bir göstergesi olan yüksek frekanslarda (3-10 MHz) P3HT'nin -90o'ye çok yakın bir faz farkına sahip olduğu ilk kez tespit edilmiştir. Tez çalışmasının son aşamasında MEH-PPV polimeri analiz edilmiştir. MEH-PPV/CSA kompozitleri çeşitli spektroskopik metotlarla analiz edilmiş; frekansa bağlı elektriksel özellikleri ayrıca değerlendirilmiştir, CSA'nın polimer matrisine dâhil edilmesi, FTIR, UV, PL, SEM ve AFM sonuçları ile doğrulanmış, ayrıca DC iletkenlik analizi, polimerin elektrik doğasını lineer değişimden farklı şekilde etkilediğini göstermiştir.
  • Öge
    Enhancement of dispenser cathode fabrication with pre – design activation simulations and polymer doping
    (Graduate School, 2023-04-05) Atmaca Angın, Nergis Yıldız ; Durucu Alveroğlu, Esra ; 509172106 ; Physics Engineering
    This study includes dispenser cathode activation design including therefore cathode's peripheral parts and fabricating two different types of cathodes with some improvements. Activation which is a must for all of the dispenser cathodes is modeled for both M-type and scandate cathodes. The simulation results are verified with experimental data. This modeling study helps improve the thermal tests of cathodes. Besides the modeling studies, both cathodes are fabricated and tested. Polymer material and polymer-tungsten composition research is carried out also. The effects of polymer doping on the cathode matrix material on the surface roughness are investigated. Metal–polymer composition and its debinding process before sintering are also studied and new recipes are created. At the end of the study, it was examined that scandate cathodes operates at lower temperatures and their production has more controllable fabrication parameters. They can be used instead of M–type cathodes for the same current level at lower temperatures. Before the fabrication of the cathode, the components of the cathode are determined and designed with modeling, then polymer doping can be used to reduce surface roughness if pure tungsten is used. If there is an oxide compound in it, the polymer may not be needed. Scandate cathodes can be safely used for even its "as-sintered" form to operate at lower temperatures. Besides, the modeling study is also verified by commonly used cathodes and newly developed cathode types as well. It can be also used for any of the impregnated dispenser cathode types confidently.