Geçiş metal iyonu katkılı bazı anorganik bileşikler ve ışınlanmış organik ve anorganik yapıların EPR ile incelenmesi
An EPR investigation of some inorganic compounds doped with transition metal ions and irradiated organic and inorganic structures
Yazar: ZEYNEP YARBAŞI AYGÜN
Danışman: DOÇ. DR. BÜNYAMİN KARABULUT ; PROF. DR. ABDULHALİK KARABULUT
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: EPR = EPR

Özet:
Bu çalışma iki bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde, bazı anorganik bileşiklere geçiş metal iyonu katkılandırıldı. Cu2+ katkılandırılan disodyum malonate trihidrat (Na2C3H2O4.3H2O) tek kristali EPR ve optik soğurma teknikleri ile oda sıcaklığında incelendi. Yapıda üç farklı merkez ve her bir merkeze ait bir yerleşim belirlendi. Cu2+ katkılandırılmış potasyum dihidrojen sitratın (C6H7KO7) tek ve toz kristal EPR spektrumları oda sıcaklığında kaydedildi. Yapıda geçiş metal iyonuna ait üç merkez ve her bir merkeze ait tek yerleşim olduğu gözlemlendi. VO2+ ile katkılandırılan potasyum d-glukonat monohidrat (C6H11KO7.H2O) tek kristali için kaydedilen EPR spektrumlarından VO2+'un iki faklı kimyasal çevreye yerleştiği ve her bir çevrede kimyasal olarak özdeş, manyetik olarak farklı iki yerleşim olduğu belirlendi. VO2+ katkılı potasyum dihidrojen sitrat (C6H7KO7) tek kristali EPR ve optik soğurma spektroskopileri ile incelendi ve yapıda iki K+ iyonunun V4+=O2- grubu ile yer değiştirdiği anlaşıldı. Son olarak, VO2+ katkılandırılmış tripotasyum sitrat monohidrat (C6H5K3O7.H2O) tek kristali, EPR ve optik soğurma teknikleri ile incelendi. EPR analizleri sonucu her bir yapı için g ve A tensörleri, esas eksen değerleri ve yön kosinüsleri belirlendi. Optik soğurma incelemeleri ile elde edilen veriler ve EPR sonuçları birlikte kullanılarak, yapılara ait moleküler orbital bağ katsayıları hesaplandı ve eşlenmemiş elektrona ait taban durum dalga fonksiyonları belirlendi.İkinci bölümde, ışınlanmış organik ve anorganik yapılar incelendi. Disodyum malonate trihidrat (Na2C3H2O4.3H2O) tek kristali gama ışınına maruz bırakıldı. Elde edilen EPR spektrumları incelendiğinde, ışınlamadan önce EPR inaktif olan kristalde ?H(COO)2 radikali, spin flip özelliği ve yasak geçişler meydana geldiği belirlendi. Bunlara ilaveten, beş kompozit dolgu örneği; halojen lamba, LED, gama ışını ve UV ile ışınlanarak oluşan (H2C-R-CH2)- ile (CH3OH)- radikalleri incelendi. Spin-Hamiltonien parametreleri belirlenmiş olup radikallerin yaşama süreleri tayin edildi.

Abstract:
This study consists of two parts. In the first part, transition metal ions doped in some inorganic compounds. Cu2+ doped disodium malonate trihydrate (Na2C3H2O4.3H2O) single crystal was studied with EPR and optical absorption techniques at room temperature. Two different centers and only one site for each center were determined in the structure. The single crystal and powder crystal EPR spectra of Cu2+ doped potassium dihydrogen citrate (C6H7KO7) were recorded at room temperature. It is observed that there are three different centers and each center has only one site belonging to the transition metal ion in this structure. From the recorded EPR spectra of VO2+ doped potassium d-gluconate monohydrate (C6H11KO7.H2O) single crystal, it was determined that VO2+ transition metal ion sites in two different chemical environment, in each environment same chemical property and two different magnetic properties were seen. VO2+ doped potassium dihydrogen citrate (C6H7KO7) single crystal was investigated with EPR and optical absorption spectroscopies, and it was understood that two K+ ions substitute with V4+=O2- groups in this structure. Finally, tripotassium citrate monohydrate (C6H5K3O7.H2O) single crystal, doped with vanadium studied with EPR and optical absorption techniques. As a result of EPR analysis g and A tensors, principle values and direction cosinuses were determined. By using optical absorption and EPR results together, the molecular orbital bonding coefficients were calculated and the ground state wave functions of unpaired electron were determined.In the second part, irradiated organic and inorganic structures were investigated. DSMT (Na2C3H2O4.3H2O) single crystal was irradiated with gamma ray. When the spectra obtained with EPR technique were investigated, it was determined that ?H(COO)2 radical, spin flip property, and also forbidden transitions were occur in the crystal while it is EPR inactive before irradiation. In addition to them, five dental composite samples were irradiated with halogen lamb, LED, gamma ray, and UV; (H2C-R-CH2)- and (CH3OH)- radicals were studied. Spin-Hamiltonien parameters were assigned, and the life span of radicals were determined.