TiO2/grafen kompozitinin elektriksel ve optik özellikleri
Electrical and optical properties of TiO2/graphene composite
Yazar: HAKAN AYHAN
Danışman: DOÇ. DR. ÖMER GÜLER
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Sürekli olarak gelişmekte olan bilim ve teknolojinin getirdiği yeniliklerden biri olan 
nanoteknoloji  sayesinde  yeni  nesil  cihazlarda  nano  kompozit  malzelemeler  kullanılmaya 
başlanmıştır.  Bu  malzemeler  aracılığıyla,  sanayi  ve  teknoloji  alanındaki  nitelikli  malzeme 
ihtiyacına daha verimli çözümler getirilmektedir. 
Bu çalışmada, Titanyumdioksit (TiO2) esaslı grafen takviyeli kompozit  malzemeler 
üretilmiş ve elde edilen kompozit malzemelerinin elektriksel ve optik özellikleri incelenmiştir. 
Takviye malzemesi olarak kullanılan grafen sıvı faz eksfolasyon yöntemiyle üretilmiştir. Matris 
malzemesi olarak kullanılan titanyumdioksit, birinci grup numuneler için ticari olarak hazır 
temin edilmiş, ikinci grup numuneler için sol-gel metoduyla üretilmiştir. Ticari olarak temin 
edilen ve sol-gel ile üretilen titanyumdioksit tozlarına farklı oranlarda Grafen ilave edilmiştir. 
Takviye malzemesi olarak kullanılan G malzemeleri TEM incelemesine tabi tutulmuşlardır. 
Elde  edilen  kompozit  malzemeler  ise  yapısal  olarak  SEM  ile  incelenmiştir.  Daha  sonra  bu 
kompozitlerin  sıcaklık  etkisi  altında  elektriksel  iletkenliklerindeki  değişimler  ölçülmüştür. 
Numunelerin UV-vis spektrometreleri alınarak optik özellikleri tespit edilmiştir.
Üretilen kompozit malzemelerin sıcaklığa bağlı elektriksel incelemeleri sonucunda; 
her iki numune grubunda da takviye elemanı ilavesiyle birlikte elektriksel iletkenlik değerinde 
düşüş gözlenmiş. Bunun yanında, sol-gel metoduyla ile üretilmiş TiO2  içeren kompozitlerin 
hazır  olarak  temin  edilmiş  TiO2  içeren  kompozitlere  oranla  özellikle  yüksek  sıcaklık 
değerlerinde  elektriksel  iletkenliklerinin  daha  düşük  olduğu  görülmüştür.  Yapılan  optik 
ölçümlerde G takviyesiyle yasak enerji aralığı değerlerinde artış meydana gelirken, buna karşın 
reflektans değerlerinde azalış olduğu gözlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: Grafen, Titanyumdioksit, Sol-gel, Kompozit

Abstract:
Electrical And Optical Properties Of TiO2 / Graphene Composite
Due to nanotechnology, which is one of the innovations brought about by continuously 
developing science and technology nano composite materials have begun to be used in new 
generation  devices. By means of these materials, more efficient solutions are provided to the 
need of qualified materials in the field of industry and technology.
In this study, composite materials based on Titanium Dioxide (TiO2), reinforced with 
graphene were produced and the electrical and optical properties of the produced composite 
materials were investigated. The  graphene used  as reinforcement material was produced by 
liquid phase exfoliation method. Titanium dioxide, used as matrix material, is commercially 
available for the first group of samples and is produced by the sol-gel method for the second 
group  of  samples.  Graphene  were  added  to  commercially  available  and  sol-gel-produced 
titanium dioxide powders at different ratios. The G materials used as reinforcing material were 
subjected to TEM examination. Composite materials obtained were investigated structurally by 
SEM.  Subsequently,  the  changes  in  the  electrical  conductivity  of  these  composites  were 
measured under temperature influence. The optical properties of the samples were determined 
by taking UV-vis spectrometers.
As a result of the electrical measurements of the produced composite materials due to 
the temperature; a decrease in the electrical conductivity value was observed with the addition 
of the reinforcement element in both sample groupsIn addition, it has been found that the TiO2-containing  composites produced by the sol-gel  method have lower  electrical conductivities, 
especially at high temperature values, than the TiO2-containing composites already provided. 
In the optical measurements made, it was observed that the increase of the forbidden energy 
range values with G reinforced, however, it is observed that there is a decrease in reflectance 
values.

Keywords: Graphene, Titanium Dioxide, Sol-Gel, Composite