Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

Grafen Katkılandırılmış Yarıiletken Nanokompozitlerin Yapısal ve Elektriksel Karakteristiği

Yıl 2018, Cilt: 2 Sayı: 1, 28 - 35, 28.06.2018

Cihat Aydın Handan Aydin Hamit Alıç

Öz

Bu çalışmada sol-jel metodu ile üretilen ZnO:Ti nanokompozitleri içerisine, Hummers metodu ile sentezlenen grafen oksitin farklı oranlarda katkılandırılmasıyla nano elektroseramik üretimi başarıyla gerçekleştirilmiştir. Elde edilen katkılı ve katkısız numuneler XRD, SEM ve EDX, UV-VIS-NIR spektroskopisi, sıcaklığa bağlı elektriksel ölçümler yardımıyla karakterize edilmiştir. XRD sonuçlarından, üretilen numunelerin nano boyutta oldukları ve kristal boyutlarının grafen oksit katkısı ile değiştiği görülmüştür. SEM görüntüleri ve EDX spektrumları, nano elektroseramiklerin yapısının küçük boyutlu tanelerin birleşmeleri ile oluşan büyük tanelerden meydana geldiğini göstermektedir. Numunelerin yasak enerji aralıkları, optik soğurma yöntemiyle bulunmuştur. Grafen oksit katkısı numunelerin yasak enerji aralıklarını değiştirmiştir. Sıcaklığa bağlı elektriksel iletkenlik ölçümleri numunelerin yarıiletken davranış gösterdiğini doğrulamıştır. Elde edilen sonuçlar, sentezlenen elektroseramiklerin elektronik ve nanoyapı özelliklerinin elektronik ve enerji uygulamalarında kullanılmak üzere çeşitli grafen içeriği ile kontrol edilebileceğini göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

nanokompozit elektroseramik sol-jel optik özellikler SEM

Kaynakça

  • [1] Karakız, M., 2008. Farklı çözeltiler kullanılarak üretilen ZnO ince filmlerinin yapısal ve optik özelliklerinin incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Kırıkkale Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kırıkkale.
  • [2] Kaya, T., 2006. Sol-gel yöntemi ile ZrO2-Al2O3seramik kompozit oksit üretim karakterizasyonu ve ZrO2’nin parametrik etkilerinin incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
  • [3] Akyüz, H., 2008. Sol-gel yöntemiyle hazırlanan seramik ince filmlerin dielektrik özellikleri, Yüksek Lisans Tezi, Harran Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Şanlıurfa.
  • [4] Pawar, B. N., Ham, D.-H., Mane, R. S., Ganesh, T., Cho, B. W., Han, S. H.: Appl. Sur. Sci., 254, 2008, p. 6294.
  • [5] Chouikh, F., Beggah, Y., Aida, M. S.: J. Mater. Sci: Mater., 22, 2011, p. 499. doi:10.1007/s10854-010-0167-y
  • [6] Iribarren, A., Fernández, P., Piqueras, J.: Superlatt. Microstruc., 43, 2008, p. 600.
  • [7] Sanchez-Juarez, A., Tiburcio-Silver, A., Ortizc, A., Zironi, E. P., Rickards, J.: Thin Solid Films, 333, 1998, p. 196.
  • [8] Keskenler, E. F., Dogan, S., Turgut, G., Gurbulak, B.: Metall. Mater. Trans. A, 43A, 2012, p. 5088.
  • [9] Ilican, S., Caglar, Y., Caglar, M., Yakuphanoglu, F.: Appl. Surf. Sci., 255, 2008, p. 2353.
  • [10] Niu, X., W. Du, W. Du, Preparation and gas sensing properties of ZnM2O4 (M = Fe, Co, Cr). Sens. Actuators B 99(2), 405–409 (2004)
  • [11] R.K. Chava, M. Kang, Improving the photovoltaic conversion efficiency of ZnO based dye sensitized solar cells by indium doping. J. Alloys Compd. 692, 67–76 (2017)
  • [12] C.-L. Hsu et al., Vertical Ti doped ZnO nanorods based on ethanol gas sensor prepared on glass by furnace system with hotwire assistance. Sens. Actuators, B 192, 550–557 (2014)
  • [13] R. Sridhar et al., Spectroscopic study and optical and electrical properties of Ti-doped ZnO thin films by spray pyrolysis. Spectrochim. Acta Part A 120, 297–303 (2014)
  • [14] Z. Yong et al., Ti-doped ZnO thin films prepared at different ambient conditions: electronic structures and magnetic properties. Materials 3(6), 3642–3653 (2010) [15] L.-W. Ji et al., Effect of seed layer on the growth of well-aligned ZnO nanowires. J. Phys. Chem. Solids 70(10), 1359–1362 (2009)
  • [16] Q. Shao et al., Ferromagnetism in Ti-doped ZnO thin films. J. Appl. Phys. 117(17), 17B908 (2015)
  • [17] K. Zheng et al., The properties of ethanol gas sensor based on Ti doped ZnO nanotetrapods. Mater. Sci. Eng. B 166(1), 104–107 (2010)
  • [18] Z.-Y. Ye et al., Structural, electrical, and optical properties of Ti-doped ZnO films fabricated by atomic layer deposition. Nanoscale Res. Lett. 8(1), 1–6 (2013)
  • [19] J.J. Lu, Y.M. Lu, S.I. Tsai, T.L. Hsiung, H.P. Wang, L.Y. Jang Opt. Mater., 29 (2007), p. 1548
  • [20] S.S. Lin, J.L. Huang, P. Šajgalik Surf. Coat. Technol, 191 (2005), p. 286
  • [21] R. Lohmann, E. Österschulze, K. Thoma, H. Gärtner, W. Herr, B. Matthes, E. Broszeit, K.H. Kloos Mater. Sci. Eng. A, 139 (1991), p. 259
  • [22] H. Gong, J.Q. Hu, J.H. Wang Sens. Actuators B, 115 (2006), p. 247
  • [23] Y.M. Lu, C.M. Chang, S.I. Tsai Thin Solid Films, 447–448 (2004), p. 56
  • [24] Z.H. Xiong, F.Y. Jiang J. Phys. Chem. Solids, 68 (2007), p. 1500
  • [25] Y.R. Park, K.J. Kim Solid State Commun., 123 (2002), p. 147
  • [26] J.L. Chung, J.C. Chen, C.J. Tseng J. Phys. Chem. Solids, 69 (2008), p. 535
  • [27] M. Naeem, S. Qaseem, I.H. Gul, A. Maqsood J. Appl. Phys., 107 (2010), p. 124303

GRAFEN KATKILANDIRILMIŞ YARIİLETKEN NANOKOMPOZİTLERİN YAPISAL VE ELEKTRİKSEL KARAKTERİSTİĞİ

Yıl 2018, Cilt: 2 Sayı: 1, 28 - 35, 28.06.2018

Cihat Aydın Handan Aydin Hamit Alıç

Öz

Bu çalışmada sol-jel metodu ile üretilen ZnO:Ti nanokompozitleri içerisine, Hummers metodu ile sentezlenen grafen oksitin farklı oranlarda katkılandırılmasıyla nano elektroseramik üretimi başarıyla gerçekleştirilmiştir. Elde edilen katkılı ve katkısız numuneler XRD, SEM ve EDX, UV-VIS-NIR spektroskopisi, sıcaklığa bağlı elektriksel ölçümler yardımıyla karakterize edilmiştir. XRD sonuçlarından, üretilen numunelerin nano boyutta oldukları ve kristal boyutlarının grafen oksit katkısı ile değiştiği görülmüştür. SEM görüntüleri ve EDX spektrumları, nano elektroseramiklerin yapısının küçük boyutlu tanelerin birleşmeleri ile oluşan büyük tanelerden meydana geldiğini göstermektedir. Numunelerin yasak enerji aralıkları, optik soğurma yöntemiyle bulunmuştur. Grafen oksit katkısı numunelerin yasak enerji aralıklarını değiştirmiştir. Sıcaklığa bağlı elektriksel iletkenlik ölçümleri numunelerin yarıiletken davranış gösterdiğini doğrulamıştır. Elde edilen sonuçlar, sentezlenen elektroseramiklerin elektronik ve nanoyapı özelliklerinin elektronik ve enerji uygulamalarında kullanılmak üzere çeşitli grafen içeriği ile kontrol edilebileceğini göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

Nanokompozit Elektroseramik Sol-Jel Optik Özellikler SEM

Kaynakça

  • [1] Karakız, M., 2008. Farklı çözeltiler kullanılarak üretilen ZnO ince filmlerinin yapısal ve optik özelliklerinin incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Kırıkkale Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kırıkkale.
  • [2] Kaya, T., 2006. Sol-gel yöntemi ile ZrO2-Al2O3seramik kompozit oksit üretim karakterizasyonu ve ZrO2’nin parametrik etkilerinin incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
  • [3] Akyüz, H., 2008. Sol-gel yöntemiyle hazırlanan seramik ince filmlerin dielektrik özellikleri, Yüksek Lisans Tezi, Harran Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Şanlıurfa.
  • [4] Pawar, B. N., Ham, D.-H., Mane, R. S., Ganesh, T., Cho, B. W., Han, S. H.: Appl. Sur. Sci., 254, 2008, p. 6294.
  • [5] Chouikh, F., Beggah, Y., Aida, M. S.: J. Mater. Sci: Mater., 22, 2011, p. 499. doi:10.1007/s10854-010-0167-y
  • [6] Iribarren, A., Fernández, P., Piqueras, J.: Superlatt. Microstruc., 43, 2008, p. 600.
  • [7] Sanchez-Juarez, A., Tiburcio-Silver, A., Ortizc, A., Zironi, E. P., Rickards, J.: Thin Solid Films, 333, 1998, p. 196.
  • [8] Keskenler, E. F., Dogan, S., Turgut, G., Gurbulak, B.: Metall. Mater. Trans. A, 43A, 2012, p. 5088.
  • [9] Ilican, S., Caglar, Y., Caglar, M., Yakuphanoglu, F.: Appl. Surf. Sci., 255, 2008, p. 2353.
  • [10] Niu, X., W. Du, W. Du, Preparation and gas sensing properties of ZnM2O4 (M = Fe, Co, Cr). Sens. Actuators B 99(2), 405–409 (2004)
  • [11] R.K. Chava, M. Kang, Improving the photovoltaic conversion efficiency of ZnO based dye sensitized solar cells by indium doping. J. Alloys Compd. 692, 67–76 (2017)
  • [12] C.-L. Hsu et al., Vertical Ti doped ZnO nanorods based on ethanol gas sensor prepared on glass by furnace system with hotwire assistance. Sens. Actuators, B 192, 550–557 (2014)
  • [13] R. Sridhar et al., Spectroscopic study and optical and electrical properties of Ti-doped ZnO thin films by spray pyrolysis. Spectrochim. Acta Part A 120, 297–303 (2014)
  • [14] Z. Yong et al., Ti-doped ZnO thin films prepared at different ambient conditions: electronic structures and magnetic properties. Materials 3(6), 3642–3653 (2010) [15] L.-W. Ji et al., Effect of seed layer on the growth of well-aligned ZnO nanowires. J. Phys. Chem. Solids 70(10), 1359–1362 (2009)
  • [16] Q. Shao et al., Ferromagnetism in Ti-doped ZnO thin films. J. Appl. Phys. 117(17), 17B908 (2015)
  • [17] K. Zheng et al., The properties of ethanol gas sensor based on Ti doped ZnO nanotetrapods. Mater. Sci. Eng. B 166(1), 104–107 (2010)
  • [18] Z.-Y. Ye et al., Structural, electrical, and optical properties of Ti-doped ZnO films fabricated by atomic layer deposition. Nanoscale Res. Lett. 8(1), 1–6 (2013)
  • [19] J.J. Lu, Y.M. Lu, S.I. Tsai, T.L. Hsiung, H.P. Wang, L.Y. Jang Opt. Mater., 29 (2007), p. 1548
  • [20] S.S. Lin, J.L. Huang, P. Šajgalik Surf. Coat. Technol, 191 (2005), p. 286
  • [21] R. Lohmann, E. Österschulze, K. Thoma, H. Gärtner, W. Herr, B. Matthes, E. Broszeit, K.H. Kloos Mater. Sci. Eng. A, 139 (1991), p. 259
  • [22] H. Gong, J.Q. Hu, J.H. Wang Sens. Actuators B, 115 (2006), p. 247
  • [23] Y.M. Lu, C.M. Chang, S.I. Tsai Thin Solid Films, 447–448 (2004), p. 56
  • [24] Z.H. Xiong, F.Y. Jiang J. Phys. Chem. Solids, 68 (2007), p. 1500
  • [25] Y.R. Park, K.J. Kim Solid State Commun., 123 (2002), p. 147
  • [26] J.L. Chung, J.C. Chen, C.J. Tseng J. Phys. Chem. Solids, 69 (2008), p. 535
  • [27] M. Naeem, S. Qaseem, I.H. Gul, A. Maqsood J. Appl. Phys., 107 (2010), p. 124303
Toplam 26 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular Mühendislik
Bölüm Makaleler
Yazarlar

Cihat Aydın

Handan Aydin Bu kişi benim

Hamit Alıç Bu kişi benim

Yayımlanma Tarihi 28 Haziran 2018
Gönderilme Tarihi 4 Temmuz 2018
Yayımlandığı Sayı Yıl 2018 Cilt: 2 Sayı: 1

Kaynak Göster

APA Aydın, C., Aydin, H., & Alıç, H. (2018). GRAFEN KATKILANDIRILMIŞ YARIİLETKEN NANOKOMPOZİTLERİN YAPISAL VE ELEKTRİKSEL KARAKTERİSTİĞİ. International Journal of Innovative Engineering Applications, 2(1), 28-35.
AMA Aydın C, Aydin H, Alıç H. GRAFEN KATKILANDIRILMIŞ YARIİLETKEN NANOKOMPOZİTLERİN YAPISAL VE ELEKTRİKSEL KARAKTERİSTİĞİ. ijiea, IJIEA. Haziran 2018;2(1):28-35.
Chicago Aydın, Cihat, Handan Aydin, ve Hamit Alıç. “GRAFEN KATKILANDIRILMIŞ YARIİLETKEN NANOKOMPOZİTLERİN YAPISAL VE ELEKTRİKSEL KARAKTERİSTİĞİ”. International Journal of Innovative Engineering Applications 2, sy. 1 (Haziran 2018): 28-35.
EndNote Aydın C, Aydin H, Alıç H (01 Haziran 2018) GRAFEN KATKILANDIRILMIŞ YARIİLETKEN NANOKOMPOZİTLERİN YAPISAL VE ELEKTRİKSEL KARAKTERİSTİĞİ. International Journal of Innovative Engineering Applications 2 1 28–35.
IEEE C. Aydın, H. Aydin, ve H. Alıç, “GRAFEN KATKILANDIRILMIŞ YARIİLETKEN NANOKOMPOZİTLERİN YAPISAL VE ELEKTRİKSEL KARAKTERİSTİĞİ”, ijiea, IJIEA, c. 2, sy. 1, ss. 28–35, 2018.
ISNAD Aydın, Cihat vd. “GRAFEN KATKILANDIRILMIŞ YARIİLETKEN NANOKOMPOZİTLERİN YAPISAL VE ELEKTRİKSEL KARAKTERİSTİĞİ”. International Journal of Innovative Engineering Applications 2/1 (Haziran 2018), 28-35.
JAMA Aydın C, Aydin H, Alıç H. GRAFEN KATKILANDIRILMIŞ YARIİLETKEN NANOKOMPOZİTLERİN YAPISAL VE ELEKTRİKSEL KARAKTERİSTİĞİ. ijiea, IJIEA. 2018;2:28–35.
MLA Aydın, Cihat vd. “GRAFEN KATKILANDIRILMIŞ YARIİLETKEN NANOKOMPOZİTLERİN YAPISAL VE ELEKTRİKSEL KARAKTERİSTİĞİ”. International Journal of Innovative Engineering Applications, c. 2, sy. 1, 2018, ss. 28-35.
Vancouver Aydın C, Aydin H, Alıç H. GRAFEN KATKILANDIRILMIŞ YARIİLETKEN NANOKOMPOZİTLERİN YAPISAL VE ELEKTRİKSEL KARAKTERİSTİĞİ. ijiea, IJIEA. 2018;2(1):28-35.
 Kapak Resmi İndir