Karbon bazlı nanomalzeme katkısının sol-jel yöntemi ile sentezlenen kadmiyum oksit nanoparçacıkların yapısal, morfolojik ve elektriksel özelliklerine etkisi
Effect of carbon-based nanomaterial addition on structural, morphological and elektrical properties of cadmium oxide nanoparticles synthesized by sol-gel method
Yazar: NAFİZ KAÇMAZ
Danışman: PROF. DR. CUMALİ İLKILIÇ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Otomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Taşıt Tasarım Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Otomotiv Mühendisliği = Automotive Engineering

Özet:
Bu çalışmada saf Kadmiyum Oksit (CdO) ve ağırlıkça (%1,%5,%10) Grafit katkılı CdO nanoparçacıklarının sol-jel sentezleme yöntemi ile üretimi gerçekleştirildi. Sol-jel nanoparçacık sentezleme işlemi 80°C sıcaklıkta 4 saat süreyle manyetik karıştırıcıda gerçekleştirildi. Sentezlenen CdO ve Gr katkılı nanoparçacıkların X-Işını Kırımı (XRD) kırınım desenleri CuKα (λ = 1.5406 ˚A) radyasyonunda 2θ = 20 ila 80° tarama aralığı ve 40 kV/40 mA'da gerçekleştirildi. Nanoparçacıkların morfolojileri ve kimyasal bileşimleri sırasıyla Alan Emisyonlu taramalı Elektron Mikroskobu (FE-SEM) ve Enerji Dağılım X-ışını spektrometresi (EDX) analizleri ile incelendi. Yapılan XRD analiz sonuçlarında CdO'nun karakteristik piklerini koruduğu ve grafit katkısı ile pik değerlerinde kaymalar ve şiddetlerinde artışlar görüldü. Kompozit numunelerde saf CdO'ya ait olan karakteristik piklerin yanında 26.4466° 2θ derecesinde Gr'nin karakteristik piki görüldü ve bu pik (002) düzlemine karşılık geldiği tespit edildi. FE-SEM analizlerinde CdO nanoparçacıklarının grafit plakalarının üzerinde oluştuğu görüldü. EDX analizlerinde ise nanokompozit yapı içerisinde Cd, O ve C katkılarının oluştuğu ve Gr katkısının artmasıyla C miktarının arttığı görüldü. Sonuç olarak, sonuçlar Gr katkılı CdO nanoparçacıklarının başarılı bir şekilde üretildiği ve kompozitlerin yüksek saflıkta kübik yapıda olduğu tespit edildi. Dielektrik analiz sonuçlarına göre üretilen nanokompozit parçacıkların yarı iletken cihazlarda ve elektronik cihazlarda saf CdO nanopartiküllerine rakip bir malzeme olabileceği ile birlikte üretilen nanokompozit parçacıkların elektronik cihaz uygulamaları için büyük potansiyel sunduğu düşünülmüştür.

Abstract:
In this study, pure Cadmium Oxide (CdO) and Graphite-doped CdO nanoparticles (1%, 5%, 10%) by weight were produced by the sol-gel synthesis method. The sol-gel nanoparticle synthesis process was carried out in a magnetic stirrer at 80°C for 4 hours. X-Ray Diffraction (XRD) diffraction patterns of the synthesized CdO and Gr doped nanoparticles were performed in CuKα (λ = 1.5406 ˚A) radiation with a scanning range of 2θ = 20 to 80° and 40 kV/40 mA. The morphologies and chemical compositions of the nanoparticles were examined by Field Emission scanning Electron Microscope (FE-SEM) and Energy Dispersive X-ray spectrometry (EDX) analyses, respectively. The XRD analysis results showed that CdO retained its characteristic peaks, and with the addition of graphite, shifts in the peak values and increases in their intensities were observed. In addition to the characteristic peaks of pure CdO in the composite samples, the characteristic peak of Gr was observed at 26.4466° 2θ and it was determined that this peak corresponded to the (002) plane. In FE-SEM analysis, it was seen that CdO nanoparticles were formed on graphite plates. In EDX analysis, it was seen that Cd, O and C contributions were formed in the nanocomposite structure and the amount of C increased with the increase of Gr contribution. As a result, the results showed that Gr-doped CdO nanoparticles were successfully produced and the composites were found to have high purity cubic structure. According to the dielectric analysis results, it is thought that the nanocomposite particles produced can be a rival material to pure CdO nanoparticles in semiconductor devices and electronic devices, and the nanocomposite particles produced offer great potential for electronic device applications.