Use of carbon quantum dots synthesized from white mulberry doped with copper nanoparticles as interfacial layers in AL/N-GAP junction and investigation of their electrical and photoelectrical properties
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fizik Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: OSMAN NURİ ENİS
Danışman: Mustafa Sağlam
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Amaç: Karbon kuantum dot (CQD)'lar, optoelektronik, algılama ve biyolojik görüntüleme gibi çok çeşitli alanlarda kullanılmaktadırlar. Günümüzde CQD'ler, brokoli, gıda atıkları, kurutulmuş yaprak ve ginkgo yaprağı gibi çeşitli düşük maliyetli ve çevre dostu yeşil karbon kaynaklarından üretilmektedirler. Bu çalışmada, daha önce yapılanlardan farklı olarak, beyaz duttan sentezlenen CQD'lere farklı miktarlarda Cu nanoparçacıklar (NC) katkılanmış ve bu malzeme Al/n-GaP Schottky diyot yapısında metal ile yarıiletken arasına arayüzey tabakası olarak yerleştirilmiştir. Bu araştırmada, pratikte uygulanabilirliğini görme amacıyla, diyot üretiminde arayüzey tabakası olarak ilk kez kullanılan Cu NC'lerle katkılanmış CQD'lerin, diyot I-V karakteristikleri üzerindeki etkileri hem Cu NC yüzde oranına hem de farklı dalga boylarındaki ışık etkisine bağlı olarak raporlanmıştır. Yöntem: CQD'ler, öncül olarak üre ve sitrik asit kullanılarak, basit ve yeşil hidrotermal yöntemle beyaz duttan sentezlenmiştir. Cu NC'ler, 0,01 g amonyum sitrat, 0,01 g üre ve 0,05 g bakır klorür kullanılarak ve çeşitli işlemlerden geçirilerek üretilmiştir. Cu NC'ler CQD çözeltisi içerisine sırasıyla %1, %3, %5 ve %10 oranlarında katılarak dört farklı oranda Cu NC'lerle katkılanmış beyaz dut karbon kuantum dot (WM-CQD:CuNCs) çözeltileri elde edilmiştir. Her bir çözeltinin yapısal ve optik özellikleri XRD, TEM, FTIR ve PL spektroskopi teknikleriyle incelendikten sonra, çözeltiler döndürerek kaplama yöntemiyle n-GaP yarıiletkeni yüzeyi üzerine ince film halinde yerleştirilmiştir. Üretilen diyotların I-V ölçümleri önce oda sıcaklığında ve karanlıkta sonra farklı dalga boylarında aydınlatma altında alınarak, Rhoderick, Norde ve Cheung metodları yardımıyla karakteristik parametreleri hesaplanmıştır. Bulgular: Yapılan SEM analizi ile üretilen WM-CQD:CuNCs filmlerin aygıt üretimine uygun olduğu belirlenmiştir. Üretilen diyotlar iyi derecede doğrultucu davranış sergilemiştir. WM-CQD ince film içerisindeki Cu NC'lerin yüzde miktarlarının artmasıyla Rs değerlerinin azaldığı ortaya çıkmıştır. Hesaplanan n değerlerinin birden büyük olması, diyotların ideal olmadığını göstermiştir. WM-CQD arayüzey tabakasına katkılanan Cu NC'lerin yüzde olarak miktarının artmasıyla n değerlerinin bir miktar azaldığı, ΦB değerlerinin ise arttığı tespit edilmiştir. Uygulanan ışığın dalga boyuna bağlı olarak I-V karakteristiklerinden hesaplanan parametrik değerler, WM-CQD ince filmine katkılanan Cu NC'lerin yüzdesinin artmasıyla fototepkinin de arttığını göstermiştir. Sonuç: I-V karakteristiklerinden elde edilen foto tepki, laboratuvar koşullarında çevre dostu biyolojik moleküller kullanılarak üretilen bu arayüzey tabakalı diyotların farklı optoelektronik uygulamalarda kullanılabileceği potansiyelini ortaya çıkarmıştır.