MPS kuşatımlı-CdS nano yapılar içeren ince filmlerin optik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of optical properties of MPS-capped CdS nanostructures containing thin films
Yazar: ANIL KAR
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA OKUTAN ; DR. KENAN KOÇ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Optik özellikler = Optical properties ; Silisyum dioksit = Silicon dioxide ; Yarı iletken ince filmler = Semiconductor thin films

Özet:
Bu çalışmada, kolloidal CdS kuantum noktaları MPS (3-mercaptopropyltrimethoxysilane) molekülünün farklı molar oranları kullanılarak sentezlenmiştir. MPS hem kuşatım ajanı olarak hem de SiO2 ağı üretiminde kullanılmıştır. Döndürme yöntemi kullanılarak kolloidal nanoparçacıkları cam yüzey üzerine kaplanmıştır. Bu çalışmada üretilen öreneklerin söndürme katsayısı, kırılma indisi, dielektrik sabiti, ilk eksiton piki enerji (E¬1s-1s) değerleri ve kalınlık değerleri tespit edilmiştir.
Sonuçlara göre filmlerin geçirgenlik değerleri MPS oranının artışı ile artış göstermektedir. Diğer tarftan, filmlerin kırılma indisleri farklı MPS konsantrasyonları ile geniş bir değer aralığında (550nm' de 2.1-1.6 ) değişkenlik göstermektedir. Filmlerin kırılma indisi değerleri bulk CdS yarıiletkeni ile saf haldeki SiO2  filminin kırılma indisi değeri aralığında bulunmuştur. Elde edilen sonuçlara göre, kırılma indisi değerleri MPS konstrasyonun molar oranı artışı ile azalmaktadır. Bunun sebebi MPS' nin molar oranı artışı SiO2 ağında artışa sebeb olmakta ve böylecede karşıt olarak CdS miktarında azalmaya neden olmasıdır. Buda göstermiştirki, MPS konsantrasyonu ayarlanarak, bu filmler istenen optiksel özeliklerine ulaşılabilir. 
Ayrıca sonuçlar gösteriyorki, söndürme katsayısı ve filmlerin soğruma  sınırları, MPS konsantrasyonu artışı ile kuantum sınırlamasının etkisi nedeniyle düşük dalga boylarına doğru kaymaktadır. Dolayısı ile E¬1s-1s değerleri MPS konsantrasyonun artşı ile artmaktadır.  Bunun nedeni; daha yüksek MPS molar konsantrasyonlarında daha küçük CdS kuantum noktaların elde edilmesidir.

Abstract:
In this study, colloidal CdS quantum dots (QDs) were synthesized with various molar ratios of 3-mercaptopropyltrimethoxysilane (MPS) molecules. MPS was used as a capping agent and also to create a SiO2 network. Spin coating method was used for deposition of the colloidal nanoparticles on a glass substrate. In this study, extinction coefficient, refractive index, dielectric constant, first exciton peak energy (E¬1s-1s) values and thickness of the samples were determined. 
According to the results, the transmittance values of the films increase with increasing MPS ratio. Additionally, the refractive index values of the films were varied over a large range (2.1-1.6 at 550 nm) by varying the MPS concentration. The refractive index values of the films were found to be between the refractive index of the bulk CdS and that of refractive index of pure SiO2 film. According to the results, the results show that the refractive index values were decreased as the molar concentration of MPS was increased. This is because that increasing the molar ratio of MPS has led to an increase in the network of SiO2 and so conversely has led to a decrease the amount of CdS. It was shown that the films can be obtained in the desired optical properties by tuning MPS concentration.
The results also show that, the extinction coefficient and so the absorption edges of the samples shift towards lower wavelengths with the increasing concentration of MPS due to quantum confinement effect. Hence, the E¬1s-1s values increase with the increasing concentration of MPS. It is because that the smaller size of CdS QDs was obtained at the higher molar concentration of MPS.