CdS, CdSe ve CdSeS kuantum nokta katkılı polimer nanokompozitlerin radyolüminesans ve optik karakterizasyon sonuçları
Radioluminescence and optic characterization results of CdS, CdSe ve CdSeS quantum dots added polymer nanocomposites
Yazar: İLKER ÇETİN KESKİN
Danışman: DOÇ. DR. AHMET ÇETİN ; DOÇ. DR. RANA KİBAR
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Katıhal Fiziği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Floresan = Fluorescence ; Kadmiyum sülfür = Cadmium sulfide ; Kuantum noktaları = Quantum dots ; LDPE = Low density polyethylene ; Lüminesans = Luminescence ; Nanokompozitler = Nanocomposites ; Soğurma spektrumları = Absorption spectrums ; Termal analiz = Thermal analysis

Özet:
Bu çalışmada yüksek lüminesans özellikli CdS, CdSe ve alaşım CdSeS kuantum noktalar, yüzey aktif madde olarak oleik asit (OA) kullanılarak çift faz yöntemi ile başarılı bir şekilde sentezlenmiştir.Nanokompozitler, yüksek lüminesans verimliliği olan kuantum noktaların farklı oranda alçak yoğunluklu polietilen (AYPE) ile karıştırılması ile elde edilmiştir. Bu nanokompozitlerin temel olarak radyolüminesans (RL) ve optik özellikleri (UV-Vis absorbsiyon) araştırılmıştır. Nanokristallerin ve nanokompozitlerin yapısal, morfolojik ve termal özellikleri; XRD, FTIR, TEM, SEM, TG-DTA teknikleri kullanılarak incelenmiştir.
Oleik asit kaplı kuantum noktalar ve nanokompozitler sırasıyla CdSeS için 530 nm ve 710 nm'de, CdS için 460 nm ve 650 nm'de, CdSe için 340 nm, 510 nm ve 655 nm'de radyolüminesans pikleri göstermiştir. Lüminesans parıldama eğrilerinin, soğurma ve floresans spektrumları ile uyum içerisinde olduğu görülmüştür.
Nanokompozitler, toz haldeki kuantum noktalar ile karşılaştırıldığında, soğurma bantlarında önemli derecede maviye kayma göstermiştir. Optik bant boşluğu CdSeS için 1.77 eV, CdS için 2.29 eV ve CdSe için 1.82 eV olarak hesaplanmıştır. AYPE' nin optik bant boşluğu değerinin, kuantum nokta katkı oranıyla birlikte arttığı gözlenmiştir.
Radyolüminesans şiddetinin kuantum nokta boyutunun büyümesi ile arttığı gözlenmiştir. Kuantum noktaların boyut artışları, sentez sürelerine bağlıdır. Bu açıdan radyolüminesans sistemi, sentez süresine bağlı büyümeyi kontrol etmek için farklı bir metot olarak değerlendirilebilir. Ayrıca bu kuantum nokta katkılı nanokompozitlerin, kolay üretim süreçleri, esnek olmaları, istenilen miktar ve boyutta elde edilebilmeleri ile deneysel çalışmalarda önemli avantajlar sağladığı gösterilmiştir.

Abstract:
In this work, highly luminescent CdS, CdSe and alloyed CdSeS QD are successfully synthesized by two phase route method by using oleic acid (OA) as a surfactant. The nanocomposites blended with QDs which have highly luminescent efficiency in different ratios by Low-Density Polyethylene (LDPE). These nanocomposites were mainly investigated radioluminescence (RL) and optical properties (UV/Vis absorption). Structural, morphological, thermal properties of the nanocrystal and nanocomposites were examined using; XRD, FTIR, TEM, SEM, TG-DTA techniques.
OA-capped QDs and also nanocomposites were showed RL peaks for CdSeS at around 530 nm and 710 nm, for CdS at around 460 nm and 650 nm, for CdSe at around 340 nm, 510 nm, and 655 nm respectively. It was observed that the luminescence glow curves are in compliance with absorption and fluorescence spectra.The absorption bands showed a significant blue shift for the nanocomposites as compare to powder QDs. The optical band gap calculated for CdSeS 1.77 eV, for CdS 2.29 eV, and for CdSe 1.82 eV. It was observed that the optical band gap value of LDPE was decreased by the adding ratio of QDs.
It was observed that the radioluminescence intensity increased with the growth of the size of the QDs. The size increases of QDs depend on their synthesis time. From this point, the radioluminescence system can be considered as a different method for control the synthesis time depends on growth. Also, these quantum dot doped nanocomposites have been shown to provide remarkable advantages in experimental studies with their easy producing process, flexibility, prepare the desired amount and size.