Bakteriyel sentez yöntemi ile elde edilen GO:Ag nanopartiküllerin devre elemanı uygulamaları
(device applications of GO:Ag nanoparticles obtained by bacterial synthesis method)
Yazar: FATİH SERÇEOĞLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ TUBA ÇAKICI
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı / Nanobilim ve Nanomühendislik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Amaç: Bu çalışma, ekonomik, temiz ve sürdürülebilir yeşil sentez yöntemlerinden biri olan bakteriyel sentez yöntemi ile karbon tabanlı katkılı bileşik nanopartikülleri üretmek (GO:Ag) ve bu nanopartiküllerden GO:Ag ince filmini elde ederek, GO:Ag ince filmlerinin devre elemanı olarak elektriksel parametrelere etkisinin incelenmesi amacıyla yapılmıştır.
Yöntem: Bu tez çalışması nanomalzeme, fizik, biyoloji ve elektronik alanlarını içeren disiplinlerarası bir araştırmadır. Bakteriyel sentez yöntemi ile GO:Ag nanopartikülleri indirgenerek boyut ve şekil analizi yapılmıştır. GO:Ag nanopartiküllerinden cam ve p-Si altlıklar üzerine damlatma kurutma yöntemi ile altlık sıcaklığı 300oC de ince filmler elde edilmiştir. Elde edilen GO:Ag ince filmlerinin optik, yapısal ve morfolojik özelliklerine bakılmıştır. Bu ince filmler Ag/GO:Ag/p-Si/Ag diyot yapısı içerisinde metal yarıiletken arayüzey tabakası olarak kullanılmıştır. Ag/GO:Ag/p-Si/Ag diyot yapısı için oda koşulları akım-voltaj (I-V) ve kapasite-voltaj (C-V) ölçümleri alınmıştır.
Bulgular: Bakteriyel sentez yöntemi ile GO:Ag nanopartiküllerinin indirgendiği ilk olarak boyut ve şekil analizleri TEM yöntemi ile GO düzlemsel yapısı içerisinde dağılmış Ag  nanopartikülleri 45-70 nm boyutunda tespit edilmiştir. GO:Ag nanopartiküllerinden cam ve p-Si altlıklar üzerine ince filmlerin elde edilmesinden sonra optik analiz sonuçları ile bant aralığı enerjisi hesaplanmıştır. GO:Ag ince filmlerinin yapısal analizleri XRD ve Raman ölçümleri alınarak elde edildi. Bu analizlerden ince film yapısının hegzegonal GO çarşafsı yapıları içerisinde düzenli dağılım gösteren, kübik faz yapısına sahip Ag küresel nano topların oluştuğu tespit edilmiştir. Filmlerin kristal tane sınırı boyutları, morfolojik ve elementel analizleri SEM ve EDX analizleri sonucunda elde edilmiştir. Bu analizlerde GO:Ag ince filminin çarşafsı yapısı içerisinde dağılmış Ag nano topları 47-78 nm boyutunda tespit edilmiştir. İnce film analiz yöntemleri birbirini desteklediği tespit edilmiştir. GO:Ag ince filmleri Ag/GO:Ag/p-Si/Ag diyot yapısı içerisinde arayüzey olarak kullanılmıştır. Bu yapının n, Is, b, Nα, VD ve EF gibi bazı temel elektriksel parametreleri, oda koşulları I-V ve C-V ölçümlerinden elde edilmiştir.  
Sonuç:  Bakteriyel sentez yöntemi ile literatürde ilk kez GO:Ag nanopartiküllerinin indirgendiği sonucuna ulaşılmıştır ve indirgenen nanopartiküllerden ince film elde edilerek Ag/GO:Ag/p-Si/Ag diyot yapısı oluşturulmuştur.

Abstract:
Purpose: The aim of this study is to create carbon-based organic nanoparticles (GO:Ag) by means of a thorough synthesis method, which is one of the most economical, eco-friendly, and clean synthesis techniques available. The GO:Ag thin film will be obtained from these nanoparticles, and its influence on the growth of circuit activity will be examined.
Method: This thesis is an interdisciplinary study of biology, electronics, physics, and nanomaterials. By using the bacterial production method, GO:Ag nanoparticles were decreased, and size and shape analysis was carried out. By using the drip drying method on glass and p-Si substrates, thin films made from GO:Ag nanoparticles were produced at a substrate temperature of 300 °C. The resulting GO:Ag thin films' optical, structural, and morphological characteristics were investigated. These thin films served as the Ag/GO:Ag/p-Si/Ag diode structure's metal-semiconductor interface layer. Current-voltage (I-V) and capacity-voltage (C-V) measurements were made at room temperature for the Ag/GO:Ag/p-Si/Ag diode structure.
Results: After reducing GO:Ag nanoparticles using the bacterial manufacturing method, size and shape measurements were carried out initially. Using the TEM technique, Ag nanoparticles scattered throughout the GO planar structure were found to be between 45 and 70 nm in size. Following the growth of GO:Ag nanoparticle thin films on p-Si and glass substrates, the band gap energy was computed using the findings of optical analysis. XRD and Raman measurements of GO:Ag thin films were used to provide structural studies. These investigations showed that Ag spherical nanoballs with a cubic phase structure were generated and dispersed regularly within the thin film structure's hexagonal GO sheet structures. SEM and EDX investigations provided crystal grain boundary diameters, morphological, and elemental assessments of the films. These investigations detected 47–78 nm-sized Ag nanoballs scattered throughout the GO:Ag thin film's sheet structure. It has been shown that techniques for thin film analysis complement one another. Ag/GO:Ag/p-Si/Ag diode configuration with GO:Ag thin films as the contact. Room circumstances I-V and C-V measurements provided n, Is,b, Nα, VD, and EF, among other fundamental electrical properties of this structure.
Conclusion: It was arrived at, for the first time in the literature, that the bacterial manufacturing approach reduced the GO:Ag nanoparticles, producing an Ag/GO:Ag/p-Si/Ag diode structure and a thin layer from the reduced nanoparticles.