Browsing by Author "Mutlugün, Evren"

Now showing 1 - 8 of 8

Color Enrichment Solids of Spectrally Pure Colloidal Quantum Wells for Wide Color Span in Displays
(WILEY-V C H VERLAG GMBH, 2022) Erdem, Talha; Soran-Erdem, Zeliha; Isik, Furkan; Shabani, Farzan; Yazici, Ahmet Faruk; Mutlugun, Evren; Gaponik, Nikolai; Demir, Hilmi Volkan; 0000-0001-7607-9286; 0000-0003-2747-7856; 0000-0003-3905-376X; 0000-0003-3715-5594; AGÜ, Mühendislik Fakültesi, Elektrik - Elektronik Mühendisliği Bölümü; Erdem, Talha; Soran-Erdem, Zeliha; Yazıcı, Ahmet Faruk; Mutlugün, Evren
Colloidal quantum wells (CQWs) are excellent candidates for lighting and display applications owing to their narrow emission linewidths (<30 nm). However, realizing their efficient and stable light-emitting solids remains a challenge. To address this problem, stable, efficient solids of CQWs incorporated into crystal matrices are shown. Green-emitting CdSe/CdS core/crown and red-emitting CdSe/CdS core/shell CQWs wrapped into these crystal solids are employed as proof-of-concept demonstrations of light-emitting diode (LED) integration targeting a wide color span in display backlighting. The quantum yield of the green- and red-emitting CQW-containing solids of sucrose reach approximate to 20% and approximate to 55%, respectively, while emission linewidths and peak wavelengths remain almost unaltered. Furthermore, sucrose matrix preserves approximate to 70% and approximate to 45% of the initial emission intensity of the green- and red-emitting CQWs after >60 h, respectively, which is approximate to 4x and approximate to 2x better than the drop-casted CQW films and reference (KCl) host. Color-converting LEDs of these green- and red-emitting CQWs in sucrose possess luminous efficiencies 122 and 189 lm W-elect(-1), respectively. With the liquid crystal display filters, this becomes 39 and 86 lm W-elect(-1), respectively, providing with a color gamut 25% broader than the National Television Standards Committee standard. These results prove that CQW solids enable efficient and stable color converters for display and lighting applications.
Effects of silver nanowires and their surface modification on electromagnetic interference, transport and mechanical properties of an aerospace grade epoxy
(SAGE Publications Ltd, 2024) Özkutlu Demirel, Merve; Öztürkmen, Mahide B; Savaş, Müzeyyen; Mutlugün, Evren; Erdem, Talha; Öz, Yahya; 0000-0003-0390-1819; 0000-0003-3715-5594; 0000-0003-3905-376X; AGÜ, Mühendislik Fakültesi, Elektrik - Elektronik Mühendisliği Bölümü; Savaş, Müzeyyen; Mutlugün, Evren; Erdem, Talha
The aerospace industry has progressively grown its use of composites. Electrically conductive nanocomposites are among important modern materials for this sector. We report on a bulk composite containing silver nanowires (AgNW) and an aerospace grade epoxy for use in carbon fiber reinforced polymers (CFRPs). AgNWs’ surfaces were also modified to enhance their ability to be dispersed in epoxy. Composites were obtained by use of three-roll milling which is of major interest for industrial applications, especially for the aerospace sector, since the process is scalable and works for aerospace grade resins with high curing temperatures. Our main objective is to improve the electromagnetic interference (EMI) shielding performance of CFRPs via improving the properties of the resin material. The addition of AgNWs did not considerably alter the flexural strength of the epoxy, however the composite with surface-modified AgNWs has a 46 % higher flexural strength. Adding AgNWs over a low threshold concentration of 0.05 wt% significantly enhanced the electrical conductivity. Conductivities above the percolation threshold lie around 102 S/m. At a concentration of 5 wt% AgNW, the EMI shielding efficiency (SE) of epoxy increased from 3.49 to 12.31 dB. Moreover, the thermal stability of the epoxy was unaffected by AgNWs. As a result, it was discovered that (surface modified) AgNWs improved the (multifunctional) capabilities of the aerospace grade epoxy resin which might be used in CFRPs to further enhance properties of composites parts, demonstrating suitability of AgNWs’ as a reinforcement material in aerospace applications.
Esnek kuantum noktacık tabanlı platformlarda üretilen yenilikçi organik ışık saçan diyotlar
(TUBİTAK, 2018) Mutlugün, Evren; 0000-0003-3715-5594; AGÜ, Mühendislik Fakültesi, Elektrik - Elektronik Mühendisliği Bölümü; Mutlugün, Evren
Işık saçan organik diyotlarda renk saflığı ve dalga boyunun ayarlanabilmesini sağlamak için kuantum noktacıkları kullanmak büyük önem arz etmektedir. Yarı iletken koloidal kuantum noktacıklar biyo-teknolojiden opto-elektroniğe uzanan geniş bir yelpazede ışık hasadı uygulamaları için oldukça önemli malzemelerdir. Birkaç nanometreden onlarca nanometreye uzanan fiziksel boyutları, kuantum noktacıkların kuantum mekaniksel özelliklerini ön plana çıkarır. Boyutlarının değiştirilmesiyle optik ışıma ve soğurma tayflarının değişimi, dar ışıma tayfları, yüksek kuantum verimlilikleri ve uzun süreli ışıma kararlılıkları kuantum noktacıkları diğer ışık saçan organik boya ve floroforlardan üstün hale getirmektedir. Bu proje kapsamında yüksek verimli, Cd içermeyen, InP-tabanlı InP/ZnS kuantum noktacık yarıiletken malzemeleri sentezlendi. Geliştirdiğimiz sentez reçetesi sayesinde kuantum verimlilik değerlerini yeşil ışık yayan kuantum noktacıklarda %90’lara yükseltmeyi ve renk saflığının göstergesi olan FWHM değerini ise 44 nm’ye kadar düşürmeyi başardık. Sentezlenen kuantum noktacıklar polimer içerisine gömülerek polimerik filmler hazırlandı ve bu polimerik filmler içerisindeki donor ve acceptor kuantum noktacıklar arasındaki enerji transferi araştırıldı. Ayrıca Cd içermeyen bu yarıiletken nanokristaller mavi LED üzerinde renk dönüşüm ajanları olarak kullanılarak beyaz ışığın tüm parametreleri araştırıldı ve kullanılan yöntem ile teorik hesaplamalar sayesinde kaliteli beyaz ışık üretimi gerçekleştirildi. Yüksek miktardaki renk saflığından dolayı Cd-tabanlı CdSe/ZnS kuantum noktacıkları da beyaz ışık üretiminde kullanılmak üzere sentezlendi. %98 kuantum verimliliğine ve 27 nm FWHM değerine ulaşıldı. Gerek CdSe temelli, gerekse InP temelli malzemeler için gerçekleştirilen bu çalışmalarda bu malzemeler için dünyadaki en yüksek kalite değerlerine ulaşılmıştır. Sentezlenen numuneler ile kendi başına durabilen esnek polimerik filmler üretildi ve yüksek saflıkta ışık yayan kuantum noktacıklar içeren polimerik filmler sayesinde yüksek kalitede beyaz ışık elde edildi. Son olarak, üniversitemize OLED üretim sistemi alt yapısının kurulmasını takiben farklı mimarilere sahip OLED cihazları üretildi. Ayrıca son yıllarda kuantum noktacık içeren OLED cihazlarındaki gelişmeler ışığında laboratuvar ortamında sentezlediğimiz kuantum noktacıkları OLED mimarisi içerisinde verimli bir şekilde kullanmayı ve esnek özellikteki OLED cihazını aktif bir şekilde çalıştırmayı başardık. Üretilen cihazların karakterizasyonu sonucunda kuantum noktacık içeren OLED cihazının daha verimli ve kararlı olduğu anlaşıldı. Bu doğrultuda üniversitemiz laboratuvarında üretilen en verimli OLED cihazının üzerine projede açıklandığı şekliyle kendi başına durabilen esnek filmler konularak kaliteli beyaz ışık elde edildi. Dünyada ilk kez bu yaklaşımla üretilen yüksek kalitedeki beyaz ışığın ve sunulan bu yaklaşımın yeni teknolojilerle birlikte aktif bir şekilde kullanılacağını düşünmekteyiz.
Hibrit Kuantum Noktacık-Nanofiber Esnek Elektrolüminesant Aygıtlar
(TUBİTAK, 2019) Mutlugün, Evren; Usta, Hakan; Önses, Serdar; 0000-0003-3715-5594; 0000-0002-0618-1979; 0000-0001-6898-7700; AGÜ, Mühendislik Fakültesi, Elektrik - Elektronik Mühendisliği Bölümü; Mutlugun, Evren; Usta, Hakan; ÖNSES, Mustafa Serdar
Yarı iletken kuantum noktacıklar üstün renk dönüşüm özellikleri, yüksek soğurma katsayıları ve kararlılıkları sebebiyle son yıllarda aydınlatma ve ekran teknolojileri için oldukça önemli malzemeler durumundadır. Genel itibariyle II-VI ve III-V malzemeler temelli kuantum noktacıklar, optik ya da elektriksel olarak uyarılma sayesinde yüksek verimlilikle ışık üretimi sağlamaktadırlar. Sahip oldukları spektral dar ışımaları sayesinde özellikle ekran teknolojileri için saf renk özelliklerini ön plana çıkaran kuantum noktacıklar, geleneksel olarak kullanılan fosfor katkılı ışıyıcıların yerini almaktadır. Renk saflığının oldukça ön planda olduğu ekran teknolojileri için de kuantum noktalar LCD arka plan aydınlatmada üstün nitelikli beyaz ışık üretimini sağlamak için kullanılmakta ve ticari açıdan da önem kazanmaktadır. Nanofiberler ise organik yarıiletken malzemelerin optoelektronik uygulamalarda 3 boyutlu alanlar için önerdiği yüksek verimlilik, hafiflik, geniş alanlara uygulanabilme özelliklerini fiziksel olarak 1 boyutta gerçekleştirebilen, desenlenebilir ve elektroeğirme yöntemi ile farklı yüzeylere uygulanabilir çözümler sunmaktadır. Gerçekleştirdiğimiz proje nano boyutlu fiber yapıları içerisinde kuantum noktaların üstün renk dönüştürücü özelliklerini ön plana çıkarmış, farklı mimarilerde enerji transferinin de çalışıldığı fotolüminesans ve elektrolüminesans temelli aygıtlar gerçekleştirilmiştir. Bu projede %16’ya ulaşan dış kuantum verimliliğine (external quantum efficiency) sahip aygıt gösterimleri ve yüksek kaliteli beyaz ışık eldesi gerçekleştirilmiştir. Aynı zamanda esnek, ayarlanabilir renk özelliklerinde aygıt üretimi için gösterilen kuantum nokta aygıtlar saf ve spektral olarak simetrik ışımayı sağlama yetisinde, üstün renk özellikleri ile yüksek kaliteli esnek elektrolüminesant aygıt üretimini mümkün kılmaktadır. Önümüzdeki 10 yıl içerisinde küresel ekran teknolojileri pazarının 100 milyar dolarlar mertebesine ulaşacağı bilgisi doğrultusunda (Global Industry Analysts, Inc., raporu) en önemli aşamalardan biri de özellikle esnek mimarilerde üstün renk özelliklerine sahip malzemeleri gerçekleştirmek olacaktır. Yeni nesil esnek elektrolüminesant aygıtların aydınlatma ve ekran teknolojilerinde önemli bir paya sahip olacağı beklenmektedir. Bu tür yeni nesil yapıların gerçekleştirilmesi, fiziksel mekanizmaların araştırılması ve teknolojik problemlerine çözüm üretilme süreci büyük resimde çok kritik önemdedir. Teknolojiye yön verme doğrultusunda önerilen proje ekseninde yapılacak olan yatırımın ülkemiz için yüksek teknoloji üretme hamlesine büyük bir katkıda bulunacağı, yeni bilgi, ürün ve patent süreçlerini geliştireceği, ülkemizde bu alanda yetişmiş insan gücüne katkıda bulunup ülkemiz rekabet gücünü arttıracağı öngörülmektedir.
Nanowire-Shaped MoS2@MoO3 Nanocomposites as a Hole Injection Layer for Quantum Dot Light-Emitting Diodes
(AMER CHEMICAL SOC, 2022) Bastami, Nasim; Soheyli, Ehsan; Arslan, Aysenur; Sahraei, Reza; Yazici, Ahmet Faruk; Mutlugun, Evren; 0000-0003-2747-7856; 0000-0002-1403-7934; 0000-0003-3715-5594; AGÜ, Mühendislik Fakültesi, Elektrik - Elektronik Mühendisliği Bölümü; Soheyli, Ehsan; Arslan, Ayşenur; Yazıcı, Ahmet Faruk; Mutlugün, Evren
Molybdenum disulfides and molybdenum trioxides are structures that possess the potential to work as efficient charge transport layers in optoelectronic devices. In the present study, as opposed to the existing Mo-based nanostructures in flake, sheet, or spherical forms, an extremely simple and low-cost hydrothermal method is used to prepare nanowires (NWs) of MoS2@MoO3 (MSO) composites. The synthesis method includes several advantages including easy handling and processing of inexpensive precursors to reach stable MSO NWs without the need for an oxygen-free medium, which would facilitate the possibility of mass production of these nanostructures. The structural analysis confirmed the formation of MSO nanocomposites with different Mo valence states, as well as NWs of average length and diameter of 70 nm and 5 nm, respectively. In order to demonstrate their potential for optoelectronic applications, MSO NWs were blended into hole injection layers (HILs) in quantum dot-based lightemitting diodes (QLEDs). Electroluminescence measurements show a substantial enhancement in both luminance (from 44,330 to 68,630 cd.m−2 ) and external quantum efficiency (from 1.6 to 2.3%), based on the increase in the ratio of MSO NWs from 3 to 10%. Interestingly, the addition of 10% volume of MSO NWs resulted in a remarkably smoother HIL with improved current efficiency and stability in green-emitting QLEDs. The simplicity and cost-effective features of the synthesis method along with outstanding favorable morphology demonstrated their ability to enhance the QLED performance and mark them as promising agents for optoelectronics.
Redesign of commercial color filters for color enriched LCD displays
(Gdansk University of Technology (GUT),, 2018) Genç, Sinan; Uran, Can; Mutlugün, Evren; AGÜ, Mühendislik Fakültesi, Elektrik & Elektronik Mühendisliği Bölümü;
Having as much as different colors on displays is the main aim for a high color gamut LCD. Using conventional backlight systems, a blue LED with a YAG phosphor layer implemented onto it, a high portion of CIE 1931 color space is missed [1,2]. Not only broad emission spectrum of Yttrium Aluminum Garnet (YAG) for yellow light, but also crosstalk of commercial RGB color filters have huge impact of that result. Using quantum dots (QDs) which are promising backlight agents in terms of color quality can increase the number of different colors on displays thanks to their narrow emission spectra, ease in controllability of optical properties and high photoluminescence efficiency [3:5]. However, when it comes to the color filters, broad transmission spectra and crosstalk between those spectra reduces the quality [6]. In this study, we design, simulate, analyze a QD based backlighting system and compare it with conventional phosphor based white light. Simulating both yellow phosphor based LED and QD based LED in software, we engineer spectral parameters i.e. full width at half maximum, peak emission wavelength and intensities of emitters. Furthermore, we investigate the effect of commercial color filters on those two systems and propose a new, industrially appropriate color filter spectra. Using QD based backlight increases the NTSC color gamut area from 65-70% to 127% with more than 99.8% coverage and the negative effect of commercial color filters, around 15% that reduced the gamut ratio to 109%, is balanced with suggested spectral transmission parameters of RGB color filters for QD based backlighting systems.
Simple, sustainable fabrication of fully solution-processed, transparent, metal-semiconductormetal photodetectors using a surgical blade as an alternative to conventional tools
(SPIE, 2022) Savas, Muzeyyen; Yazici, Ahmet Faruk; Arslan, Ayenur; Mutlugün, Evren; Erdem, Talha; 0000-0003-0390-1819; 0000-0003-2747-7856; 0000-0003-3715-5594; 0000-0003-3905-376X; AGÜ, Mühendislik Fakültesi, Elektrik - Elektronik Mühendisliği Bölümü; Savas, Muzeyyen; Yazici, Ahmet Faruk; Arslan, Ayenur; Mutlugün, Evren; Erdem, Talha
Fabrication of optoelectronic devices relies on the expensive, energy-consuming conventional tools such as chemical vapor deposition, lithography, and metal evaporation. Furthermore, the films used in these devices are usually deposited at elevated temperatures and under vacuum that impose further restrictions to the device fabrication. Developing an alternative technology would contribute to the efforts on achieving a more sustainable optoelectronics technology. Keeping this focus in our focus, here we present a simple technique to fabricate visible photodetectors. These fully solutionprocessed and transparent metal-semiconductor-metal photodetectors employ silver nanowires (Ag NW) as the transparent electrodes replacing the indium-tin oxide (ITO) commonly used in optoelectronic devices. By repeatedly spin coating Ag NWs on a glass substrate followed by the coating of ZnO nanoparticles, we obtained a highly conductive transparent electrode reaching a sheet resistance of 95 O/? as measured by the four-probe method. Optical spectroscopy revealed that the transmittance of the Ag NW-ZnO films was 84% at 450 nm while transmittance of the ITO films was 90% at same wavelength. Following the formation of the conductive film, we scratched it using a heated surgical blade to open a gap. The scanning electron microscope images indicate that a gap of ~30 mm is opened forming an insulating line. As the active layer, we drop-casted red-emitting CdSe/ZnS core-shell quantum dots (QDs) on to this gap to form a metal-semiconductor-metal photodetector. These visible QD-based photodetectors exhibited responsivities and detectivities up to 8.5 mA/W and 0.95x109 Jones, respectively. These proof-of-concept photodetectors show that the environmentally friendly, low-cost, and energy-saving technique presented here can be an alternative to conventional, more expensive, and energy-hungry techniques while fabricating lightharvesting devices.
Superior CdSe/ZnS@Fe2O3 Yolk-Shell Nanoparticles as Optically Active MRI** Contrast Agents
(WILEY-V C H VERLAG GMBH, 2022) Ekici, Derya D.; Mutlugun, Evren; 0000-0003-3715-5594; 0000-0001-5807-9944; AGÜ, Mühendislik Fakültesi, Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Bölümü; Mutlugün, Evren; D. Ekici, Derya
We have developed a robust synthesis methodology for quantum dots (QDs) nanoparticles with magnetic properties designed for biomodal imaging. These nanocrsytlas consists of a semiconductor quantum dot core with engineered fluorescence, which is located in a paramagnetic iron oxide shell that acts as a magnetic resonance imaging (MRI) contrast agent. Yolk-shell CdSe/ZnS@Fe2O3 nanoparticles (NPs) are synthesized via sonochemical decomposition of iron pentacarbonyl (Fe(CO)(5)) using the oleylamine (OAm) as the ligand. The sonochemical synthesis method of magnetic fluorescent NPs that can be used as MRI contrast agents provided advantages such as improved quantum efficiency and homogeneous size distributions. It has been determined that the luminescence efficiency of quantum dots decreases in coatings that can be made at high temperatures by thermal decomposition. In order to eliminate the disadvantage of elevated temperatures, the sonochemical decomposition method, which allows coating at low temperatures, has been used. With this method, yolk-shell (CdSe/ZnS@Fe2O3) nanoparticles were produced with high photoluminescence quantum efficiency and homogeneous size distributions. The synthesis magnetic fluorescent NPs optimized was determined to have the injection temperature of Fe(CO)(5) at 60 degrees C, Fe(CO)(5)/CdSe@ZnS ratio 0.7, OAm/Fe(CO)(5) volume ratio 1.43 with an oxidation time 5 min. Under these conditions, the quantum efficiency was found to be 78 %, nanoparticle sizes between 11-14 nm and r(1) value was 0.199, r(2) value was 0.518 in MRI analysis. These optically active magnetic fluorescent nanoparticles as positive contrast agents (T1 weighted) are predicted to pave the way for the future of advanced bio-imaging systems.