Nikel nano tellerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of nickel nanowires
Yazar: CANSU KARAHASANOĞLU
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA ÜRGEN
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Alüminyum = Aluminum ; Alüminyum filmler = Aluminum films ; Alüminyum oksit = Aluminum oxide ; Elektriksel özellikler = Electrical properties ; Islanabilirlik = Wettability ; Islatma = Wetting ; Nano yapı = Nano structure ; Nanoteknoloji = Nanotechnology ; Nanotel = Nanowire ; Optik emisyon = Optical emission

Özet:
Düzlemsel bir yüzey üzerinde değişik çaplarda nano tel büyütme işlemi gerçekleştirmek ve nano tel büyütme işlemi neticesinde yüzeyde meydana gelen değişikliklerin incelenmesi bu çalışmanın amacını oluşturmaktadır. Nano tellerden oluşan bu düzenli yapıların üretilmesinde, grubumuzca geliştirilen yöntem ilk defa bu çalışmada kullanılmıştır. Nikel nano tel kaplı yüzeyler ve düzlemsel nikel kaplamalar, alan emisyonlu taramalı elektron mikroskobu ve x-ışınları kırınımı kullanılarak, morfolojik ve yapısal olarak incelenmiştir. Yapılan incelemeler sonucunda düzlemsel nikel üzerinde büyütülmüş ve anodizasyon parametrelerine bağlı olarak, çapları 60-210 nm arasında değişen boyları 8-10 mikron nikel tellerden oluşan nano desenli bir yapının elde edilebildiği ortaya konmuştur. Elde edilen yapıların 200-1100 nm dalga boylarındaki optik soğurma özellikleri incelendiğinde, soğurma özelliklerinin önemli ölçüde arttığı düz nikel kaplamanın ise %50 civarında olan soğurma özelliğinin, nano tellerden oluşan yapılarda tel çapına bağlı olarak %85-%98 arasında değiştiği gözlenmiştir. Yine düz nikel ve nano tellerden oluşan yapıların ıslanma özellikleri karşılaştırıldığında, düz nikelin 54º olan ıslatma açısının, 160-210 nm arasında çaplara sahip yapılarda 3º'ye, 90-160 nm arasında çaplara sahip yapılarda ise 9º' ye, 60-85 nm çaplı yapılarda ise 29º'ye indiği gözlenmiştir. Bu çalışma aynı zamanda farklı çaplarda nano tellerden oluşan nikel yapılarının hem optik ve hem de ıslanma özelliklerinin detaylı olarak incelendiği ilk çalışma niteliğindedir.

Abstract:
The aim of this study is to produce nanowires with different diameters on planar surfaces and to characterize these nanopatterned structures with respect to its morphological, structural and physical properties. The methodology developed within the research group is used for the first time for the production of nanopatterns composed of nickel nanowires. Planar and nanopatterned nickel surface are characterized with respect to their structural and morphological properties by using FEG scanning electron microscope and X-ray diffraction. The results of these investigations showed a nanopatterend structure composed of nickel nanowires with 60-210 nm diameter and 8-10 micrometer length are succesfully grown on planar nickel. Optical absorbtion properties of these structures are investigated within the wavelength range of 200-1100 nm. The absorbtivity of nanopatterned surface increased to 85-98% depending on wire diameters. These values are almost two times higher than the absorbtivity of flat nickel. The wetting properties of these surfaces also showed an increase. The wetting angle of the nanopatterned surface with 160-210 nm nanowires was only 3º, it increased to 9º in structures with 90-160 nm nanowires. The highest wetting angle of 29º was measured for stuructures with 60-85 nm nanowires. On the other hand, the wetting angle of flat electroplated nickel was measured as 54º. Size dependent optical and wetting properties of nickel nanowires are investigated in detail for the first time in this study.