Doktora Tezleri
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/20.500.12573/5800
Browse
4 results
Search Results
Doctoral Thesis Development of Novel Functional Organic Materials for Optoelectronic Applications(2024) Deneme, İbrahim; Usta, Hakanİlk bölümde, organik yarı iletkenlerin tasarımı ve uygulanmasındaki ve bunların (opto)elektronik uygulamalarındaki tarihsel ve güncel gelişmeleri gözden geçiriyoruz. Bu tezin ikinci bölümünde, π-elektron eksikliği olan düşük LUMO'lu bir BTBT molekülü olan 1,10-(benzo[b]benzo[4,5]thieno[2, 3-d]tiyofen-2,7-diil)bis(oktan-1-on) (D(C7CO)-BTBT), ki bu, n-heptil (-n-C7H15) süpstitüe edicileri ile birlikte 2,7-dikarbonil fonksiyonel grupları içeren bu molekül, herhangi bir yüksek maliyetli geçiş metali katalizörü ve uğraştırıcı kromatografik/süblimasyon bazlı saflaştırma gerektirmeden, kolay Friedel-Crafts asilasyonu ve çökeltme/çözücü yıkama yoluyla, hava ortamında gram ölçeğinde hazırlanmıştır. Bu tezin üçüncü bölümünde, ortam kararlı bir n-tipi yarı iletken olan 2,2'-(2,8-bis(3-dodesiltiofen-2-il)indeno[1,2-b]floren-6,12-diyliden)dimalononitrilin (β,β'-C12-TIFDMT) çözünürlük davranışını incelemek ve ince film işleme için potansiyel yeşil çözücüleri analiz etmek için Hansen çözünürlük yaklaşımını gösterdik. Bu tezin dördüncü bölümünde, bir heksil (n-C6H13) sübstitüenti ile mono-(aril)karbonil fonksiyonelleştirmesi kullanılarak BTBT π-sistemi üzerinde benzersiz bir moleküler mühendislik sunulmuş ve yeni bir asimetrik BTBT yarı iletkeni olan m-C6PhCO-BTBT'nin tasarımı, sentezi ve karakterizasyonu gösterilmiştir. Yeni molekül, iki aşamalı geçiş metali içermeyen bir sentez yoluyla gram ölçeğinde üretildi ve (opto) elektronik karakterizasyonlar gerçekleştirildi.Doctoral Thesis Yeni benzothieno[3,2-b]benzothiophene (BTBT)-Temelli Moleküler Yarıiletkenler ve Organik Alan Etkili Transistör Uygulamaları(2021) Özdemir, Resul; Usta, HakanSon on yılda yüksek mobilite veren p-tipi moleküler yarı iletkenlerin geliştirilmesinde mükemmel bir π-çerçevesi olan DAcTTs'ler baş rolü oynamıştır. Bununla birlikte, n-tipi DAcTT'ler literatürde son derece nadirdir ve elektron taşıma özellikleri büyük ölçüde keşfedilmemiştir. Bu tezin ikinci bölümünde, literatürdeki ilk N-tipi BTBT tabanlı yarıiletken olan D(PhFCO)-BTBT, iki aşamada geçiş metali ve kromatografik saflaştırma kullanılmadan elde edilmiştir. Organik alan etkili transistör cihazları μe (max) = ~ 0.6 cm2/V.s ve Ion/Ioff = 107-108 oranı göstermiştir. Bu sonuçlar, geniş bant aralıklı BTBT π-çerçevesinin yüksek yük taşıma kabiliyetine sahip n-tipi organik yarı iletkenlerin geliştirilmesi için ümit verici bir aday olduğunu göstermiştir. Bu yarıiletkenin sunduğu yüksek yük taşıma kapasitesi ile optik şeffaflığın birleşimi, (opto) elektronik uygulamalara yeni bir bakış açısı getirebilir. Bu tezin üçüncü bölümünde bir dizi BTBT-temelli küçük molekül, D(C7CO)-BTBT, C7CO-BTBT-CC(CN)2C7 ve D(C7CC(CN)2)-BTBT, 'S-F-BTBT-F-S (F/S: fonksiyonel grup/sübstitünet)' moleküler mimarisinde dizayn edildi ve sentezlendi. D(PhFCO)-BTBT ile birleştirildiğinde, düşük LUMO'lu DAcTT'ler için sistematik olarak çeşitli kimyasal yapılara sahip bir moleküler kitaplık burada ilk kez geliştirildi ve temel ilişkiler açıklığa çıkarıldı. Bu çalışmada sunulan moleküler mühendislik perspektifleri, optoelektronikler için yeni elektron taşıyan tiyenoasenlerin tasarımına benzersiz bir bakış açısı sağlayabilir.Doctoral Thesis FUNCTIONALIZED LOW LUMO [1]BENZOTHIENO[3,2-B][1]BENZOTHIOPHENE (BTBT)-BASED MOLECULAR SEMICONDUCTORS FOR ORGANIC FIELD EFFECT TRANSISTORS(Abdullah Gül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2021) Özdemir, Resul; Usta, HakanDAcTTs have provided an excellent π-framework for the development of high mobility p-type molecular semiconductors in the past decade. However, n-type DAcTTs are rare and their electron transporting characteristics remain largely unexplored. In the second chapter of this thesis, the first example of an n-type BTBT-based semiconductor, D(PhFCO)-BTBT, has been realized via a two-step transition metal-free process without using chromatographic purification. The corresponding TC/BG-OFET devices demonstrated μe (max) = ~0.6 cm2/Vs and Ion/Ioff ratio = 107-108. The large band-gap BTBT π-core is a promising candidate for high mobility n-type organic semiconductors and, combination of very large intrinsic charge transport capabilities and optical transparency, may open a new perspective for next-generation (opto)electronics. In the third chapter of this thesis, a series of BTBT-based small molecules, D(C7CO)-BTBT, C7CO-BTBT-CC(CN)2C7, and D(C7CC(CN)2)-BTBT, have been developed in “S-F-BTBT-F-S (F/S: functional group/substituent)” molecular architecture. Combining with D(PhFCO)-BTBT, a molecular library with systematically varied chemical structures has been studied herein for the first time for low LUMO DAcTTs, and key relationships have been elucidated. The molecular engineering perspectives presented in this thesis may give unique insights into the design of novel electron transporting thienoacenes for unconventional optoelectronics.Doctoral Thesis Yüksek Performanslı Organik Transistörler ve Güneş Pilleri Uygulamaları için Yeni Yarı İletken Malzemeler(Abdullah Gül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2022) Can, Ayşe; Usta, HakanIn the first chapter, we review the historical and recent advances in the design and implementation of indenofluorene (IF)-based semiconductors in organic transistor and solar cell devices. In the second chapter, a series of n-type ambient-stable and solution- processable TIFDMT-based semiconducting molecules, β,β'-C8-TIFDMT, β,β'-C12- TIFDMT, and β,β'-C16-TIFDMT are reported. By utilizing alkyl chain engineering in TIFDMT-based molecules and semiconductor-dielectric interface engineering through PS-brush treatment onto the dielectric surface in their OFET devices, we optimize the semiconductors' morphologies and thin-film molecular packing motifs to attain high- performance OFETs. The PS-brush treated OFETs demonstrate high device performance with μe = 0.9 cm2/V.s and Ion/Ioff ratio = 107-108. In the third chapter, we demonstrate the design, synthesis, and characterizations of two novel meso-π-extended/-deficient BODIPY building blocks (2OD-T2BDY and 2OD-TTzBDY), a library of low band gap (Eg = 1.30-1.35 eV) donor-acceptor copolymers based on these building blocks, and the utilization of the D-A copolymers as donor materials in the bulk heterojunction organic photovoltaics. Power conversion efficiencies of up to 4.4% with a short-circuit current of 12.07 mA cm-2 are achieved. The findings of this thesis on molecular engineering and optoelectronic properties are unique and may provide critical insights into the future development of high performance materials for unconventional optoelectronics.