Merosiyanin 540 (MC540) dye bileşiğinin ince filmlerinin hazırlanması ve fotofiziksel özelliklerinin incelenmesi
The preparation of thin films of Merocyanine 540 (MC540) dye compound and investigation of photophysical properties
Yazar: BAHRİ GÜR
Danışman: DOÇ. DR. KADEM MERAL
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Fizikokimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Spin kaplama tekniği = Spin coating technique

Özet:
Çeşitli film teknikleri kullanılarak MC540 boya bileşiğinin film yapıları amfifilik bir molekül olan oktadesilamin (ODA) ile birlikte hazırlandı. Bu filmlerin fotofiziksel özellikleri absorpsiyon, durgun-hal ve zamana-bağlı floresans spektroskopi teknikleri kullanılarak incelendi. Cam substrat üzerine hazırlanan tek-tabaka MC540/ODA Langmuir-Blodgett (LB) filminin yüzey morfolojisi Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) ile belirlendi. MC540'ın alt fazdan ODA'ya adsorpsiyonu ile hazırlanan ODA-MC540 LB filmlerin yüzey morfolojisi hem AFM hem de Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile incelendi. Spin coating (SC) film tekniği ile hazırlanan MC540 ve MC540/ODA karışımı SC filmlerinin yüzey morfolojileri AFM ile belirlendi. Yüzey basıncı – alan (π–A) izotermi çalışmaları ile saf ODA bileşiği, MC540/ODA karışımı ve ODA-MC540 adsorpsiyonu ile hava/su ara yüzeyinde kararlı Langmuir film tabakalarının oluştuğu gösterildi. Bu film tabakaları hidrofilik substrat üzerine transfer edilerek Y-tipi LB filmler hazırlandı. Tabaka sayısının artışının bir sonucu olarak LB filmlerde MC540'ın H-agregat yapısının oluştuğu belirlendi. MC540/ODA ve ODA-MC540 LB filmlerinin floresans durulma spektrumlarının analizi ile MC540'ın farklı durulma kinetiğine sahip olduğu belirlendi. MC540/ODA LB filmlerinin AFM görüntüleri ile yüzeyde MC540/ODA nano kümelerinin oluştuğu gözlenmiştir. ODA-MC540 LB filmlerinin SEM ve AFM çalışmaları ile hazırlanan film yüzeylerinde faz geçişi öncesinde ODA-MC540 kompleks nano yapılarının oluştuğu ve daha sonra faz geçişi ile bu kompleks yapıların üst üste örtüşerek daha büyük nano tabakaları oluşturdukları belirlenmiştir. MC540'ın SC filmlerinin absorpsiyon karakteristiği tabaka sayısının artışıyla monomer-dimer dengesinde gözlenirken, MC540/ODA'nın SC filmlerinde bu dengenin monomer yönüne kaydığı belirlenmiştir. AFM görüntüleri ile MC540 SC filmlerinin yüzeyinde çanak benzeri nano yapıların oluştuğu gözlenirken, MC540/ODA SC filmlerinde ise bu yapıların kompleks nano yapılara dönüştüğü gösterilmiştir.

Abstract:
Film structures of MC540 dye compound with octadecylamine (ODA) as an amphiphilic molecule were prepared by various film techniques. Photophysical properties of these films were investigated by using absorption, steady-state and time-resolved fluorescence spectroscopy techniques. The morphology of one-layer mixed LB film of MC540/ODA on the glass substrate was characterized by atomic force microscopy (AFM). The morphology of ODA-MC540 LB films obtained by the adsorption of the dye subhase to ODA Langmuir film was investigated by means of both AFM and Scanning Electron Microscopy (SEM). The morphology of spin coating (SC) films of MC540 and mixture of MC540/ODA were determined by AFM. The pressure–area (π–A) isotherm studies revealed that the pristine ODA, the mixtures of MC540/ODA and the ODA-MC540 formed a stable monolayer at the air/water interface and these floating layers were easily transferred on the hydrophilic substrates as the Y-type LB films. As a result of an increase in the number of layers in the LB films, the H-aggregates of MC540 were formed. The analysis of fluorescence decays of the MC540/ODA and ODA-MC540 LB films exhibited that the MC540 molecules have different decay kinetics. AFM image of one-layer MC540/ODA LB film showed that the film surface consisted of MC540/ODA nanoclusters. SEM and AFM images of ODA-MC540 LB films which were transferred before the phase transition revealed that the film surface comprised of ODA-MC540 complex nanostructures and then the resulting phase transition these complex structures formed larger ODA-MC540 complex structures via overlapped of the layers. As a result of increased layers, the absorption characteristic of MC540 SC films was observed in monomer-dimer equilibrium in MC540/ODA SC films, and determined that this equilibrium was shifted to the monomer. While the AFM image of MC540 SC film showed that the film surface consisted of bowl-like nano structures, in the image of MC540/ODA SC film revealed that these structures were turned to complex nano structures.