Malzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı Tez Koleksiyonu

Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/20.500.12573/422

Browse

Browsing Malzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı Tez Koleksiyonu by Author "Mutlugün, Evren"

Filter results by typing the first few letters
Now showing 1 - 2 of 2
  • Thumbnail Image
    Doctoral Thesis
    Kuantum Nokta Işık Saçan Diyotlar için Kuantum Nokta Mimarisi ve Ara Katmanların Mühendisliği
    (2024) Yazıcı, Ahmet Faruk; Mutlugün, Evren; Erdem, Talha; 01. Abdullah Gül University; 02. Mühendislik Fakültesi; 02.05. Elektrik & Elektronik Mühendisliği; 02.07. Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği
    Bu tez kapsamında kuantum nokta mimarilerinin optimizasyonu ve ara katmanların kullanımıyla kuantum nokta ışık yayan diyotların(QLED) cihaz performansını artırmak için yeni stratejileri ortaya konmuştur. Bu kapsamda iki temel strateji kullanılmıştır: İlk çalışma, evrik QLED'lerde kuantum nokta (QD) kabuk kalınlığının ve polietilenimin (PEI) ara katmanlarının etkisini incelemektedir. İkinci çalışma, oktantiyol kaplı çekirdek-kabuk-kabuk kuantum noktalarının geliştirilmesini ve uygulanmasını açıklamaktadır. İlk bölümde, ağırlıkça %0,025 konsantrasyondaki PEI ara katmanlarına sahip kalın kabuklu kuantum noktaların kullanıldığı (10,3 nm) QLED'lerde %17'lik maksimum dış kuantum verimine (EQE) ve 91.174 cd/m²'lik bir tepe parlaklığına ulaşılmıştır. Zaman çözünürlüklü fotolüminesans (TRPL) ölçümlerinin sonuçları, PEI'nin kuantum noktaların pasivasyonundaki ve eksitonların sönümlenmesinin bastırılmasındaki rolünü açıklamaktadır. İkinci çalışma, çekirdek/kabuk/kabuk kuantum noktaların optik özelliğini iyileştirmek için hem kükürt kaynağı hem de ligand olarak görev yapan oktantiyol ile yeni bir sentez yöntemini içermektedir. %88,7'lik bir PLQY ve 20,8 nm'lik bir ışıma genişliği elde edilmiştir. Bu kuantum noktalar QLED uygulamalarında %4,1 maksimum EQE ve 85.000 cd/m²'lik maksimum parlaklık performansına sahiptir. Bu sonuçlar, QLED cihaz performansında kuantum nokta yüzey mühendisliğinin, katmanlar arası optimizasyonun ve yük taşıma katmanlarının dikkatli seçiminin önemini kritik bir şekilde vurgulamaktadır. Bu çalışmalar ile verimli, parlak ve renk açısından saf kuantum nokta ekranlarının geliştirilmesine yönelik önemli adımlar atılmıştır.
  • Thumbnail Image
    Doctoral Thesis
    Optoelektronik Aygıtlar için Yarıiletken Kolloidal Kuantum Noktaları ve Kuantum Kuyularının Sentezi ve Karakterizasyonu
    (Abdullah Gül Üniversitesi, 2018) ALTINTAS, YEMLİHA; Altıntas, Yemliha; Mutlugün, Evren; AGÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Malzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı; ALTINTAS, YEMLİHA; 01. Abdullah Gül University; 02. Mühendislik Fakültesi; 02.05. Elektrik & Elektronik Mühendisliği
    Yarıiletken kuantum noktalar son derece küçük boyutları (2-20 nm), boyutlarına bağlı değişen eksitonik özellikleri, mükemmel derecede ışık ve ısı stabilite özellikleri sayesinde son birkaç on yılda nanomalzemelerin önemli dallarından biri haline gelmiştir. Kuantum noktaların tüm bu özellikleri onları ışık yayan diyotlar, güneş pilleri ve kolloidal lazer gibi optoelektronik uygulamalar için egzotik nanomalzemeler olarak adlandırmasını sağlamıştır. Bu tez çalışmasının ana odağı yüksek kalitede ve stabil nanokristal malzemeler üretmek ve onların optoelektronik uygulamalarını sunmaktır. Bu amacı gerçekleştirmek için yüksek kalitede ve saf renkte ışık yayan CdSe/ZnS kuantum noktaları sentezlendi ve bu kuantum noktalar kullanılarak hazırlanan esnek polimerik filmler yardımıyla da yüksek kalitede beyaz ışık yayan diyotlar elde edildi. Bu filmlerin kullanılması ile elde edilen sonuçlar 122,5 NTSC renk gamı (CIE-1931), 88,6 CRI, 190 lm/Wopt LER ve 2763 K CCT değerleri sayesinde hem ekran hem de aydınlatma uygulamaları için sunulmuştur. Cd-tabanlı nanomalzemelere yönelik çevresel kaygılar nedeniyle Cd-tabanlı nanomalzemelere ek olarak dikkatimizi Cd-içermeyen kuantum noktacıkları üzerine odakladık. Birçok farklı uygulamada kuantum noktaların performanslarının değerlendirilmesi onların QY, FWHM ve değişebilen ışıma dalga boyu gibi optik özelliklerine bağlıdır. Çevreye duyarlı kuantum noktaların optik özelliklerini iyileştirmek için birçok sentez yöntem ve tarifi, farklı kimyasallar, konsantrasyonlar ve yapılar ile denendi. Dikkatlice hazırlanan sentez tarifi, kimyasalların optimize edilmesi ve önerilen InPZnS/ZnS alaşımlı çekirdek/kabuk yapısının yardımı ile % 78 QY ve 45 nm FWHM değerleri elde edildi. Tüm sentez aşamalarında sentezden numune almak suretiyle kuantum noktaların optik özelliklerin değişimi kararlı hal ve zaman çözünürlüklü fotolüminesans analizi ile karakterize edildi. Alaşımlı çekirdeğin ışıma ömrü, 20,3 ns' den 50,4 ns' ye kabuk kaplama ve ışımasız lifetime bileşenlerinin baskılanmasıyla arttı. Kadmiyum içermeyen kuantum noktaların optik özelliklerinin daha da artması için sentezde kullanılan Zn çeşidi ve konsantrasyonunu sistematik olarak çalıştık. Yeşil ışıyan kuantum noktalar 54 nm FWHM ve % 87 kuantum verimlilik ile sentezlendi. Yeşil ve kırmızı ışıyan kuantum noktaların verici ve alıcı çiftleri arasındaki ışıma kinetiği ve FRET verimliliği kararlı hal ve zaman çözünürlüklü fotolüminesans analizi yardımıyla araştırıldı. Verimli yeşil ışıyan kuantum noktalar ile kırmızı ışıyan kadmiyum içermeyen kuantum noktaların polimerik filmler içerisindeki karışımı ile % 70,3 FRET verimliliğini sağladı. Son yıllarda, ışıyan numunelerin film içerisindeki optik özelliklerinin ve veriminin korunması için nanokristallerin polimerik yapı ile kullanılmasına alternatif olarak tuz kristalleri verimli bir platform olarak ortaya çıktı. FRET verimliliği, ışık stabilitesi ve tuz tablet içerisine konulmuş kadmiyum içermeyen kuantum noktaların beyaz-LED performansı tuz karışımı içerisindeki alıcı ve verici arasındaki konsantrasyon oranının değiştirilmesiyle araştırıldı. % 65 FRET verimliliği 324 lm/Wopt LER ile 84,7 CRI değerleri kadmiyum içermeyen kuantum noktalardan elde edildi. Ayrıca iki boyutlu kuantum kuyuların sentezi ve bu malzemelerin verimli bir şekilde optic kazanç ve lazer uygulamalarında kullanılmasına odaklandık. c-ALD metodu ile üretilen çekirdek/kabuk yapıdaki nanolevhaların (NPL)' lerin düşük verim ve düşük kararlılıkları onların optik kazanç ve lazer uygulamalarında kullanılmalarını kısıtlıyordu. Bu nedenle, ilk olarak numunelerin optik özellik ve kararlılıklarını hem solüsyon içerisinde hem film içerisinde iyileştirmeye çalıştık. Nihayetinde %100 verimli CdSe/ZnS çekirdek/kabuk NPL' leri sıcak ekleme kabuk büyütme yaklaşımı ile başarılı bir şekilde sentezlendi. Yeni sentez protokolümüz ile sentezlenen NPL' ler, sıradışı ısı ve ışık kararlılıkları ve 7 µJ cm-2 kadar düşük eşik değerine sahip optik kazanç performansı sergiledi.