Gümüş (Ag) atomları ile dekore edilmiş tek tabaka grafenin sentez ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of single layer graphene decorated with silver (Ag) atoms
Yazar: MUSTAFA BÜYÜKHARMAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MÜCAHİT YILMAZ
Necmettin Erbakan Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Son yılların en önemli gelişmelerinden biri malzeme alanında yaşanmıştır. İki-boyutlu malzemelerin sentezlenmeye başlaması ile bu malzemelerin teknolojiye entegre edilmesi çalışmaları da hız kazanmıştır. Bu yeni nesil malzemelerin öncüsü grafendir. Hem oldukça iyi bir iletken hem de saydam olan grafenin elektronik uygulamalarda gelecek vaat etmektedir. Tek tabaka grafenlerin saydam iletken elektrot olarak kullanılması için grafenin katkılanması ve dekorasyonuna ilişkin pek çok çalışma yapılmıştır. Bu tez çalışmasında SLG üzerine transfer edilmiş büyük ölçekli tek tabaka grafen yüzeyine elektrokimyasal yöntemle Ag atomları aktarılmıştır. Aktarım miktarı da yük cinsinde 0.05, 0.25, 0.5 ve 1 mC olarak belirlenmiştir. Aktarım işleminden sonra Ar atmosferinde 500 oC'de tavlama işlemi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen Ag dekore edilmiş grafenlerin özellikleri optik mikroskop, Raman spektroskopisi, AFM, FESEM, UV-Vis ve elektriksel olarak karakterize edilmiştir. Bakır alttaş üzerine büyütülen grafen ve SLG üzerine aktarılan grafen tek tabaka bir grafen olup elektriksel ve optik özellikleri bakımından literatüre yakındır. Gümüş atomlarının grafen yüzeyine tutunması ile grafen yüzeyinde gümüş nano partiküller oluşmuş ve bu da hem optik geçirgenliği hem de elektriksel iletkenliği kötü etkilemiştir. Buna neden olarak gümüş atomlarını grafen yüzeyine transfer etmek için kullanılan elektrokimyasal yöntemin grafene zarar vermiş olması veya meydana gelen gümüş nano partiküllerin grafen yüzeyinde lokalize yük bölgeleri meydana getirmesi ve buna bağlı olarak buraların elektronlar için saçılma merkezleri olması düşünülmüştür.
Bu çalışma, elektrokimyasal yöntemle büyük ölçekli tek tabaka grafenlere depozit edilen gümüş atomlarının grafen kalitesini kötü etkilediğini göstermiştir.

Abstract:
One of the most important developments in recent years has been experienced in the field of materials. With the beginning of the synthesis of two-dimensional materials, the integration of these materials into technology has also gained momentum. The pioneer of this new generation of materials is graphene. Graphene, which is both a very good conductor and transparent, is promising in electronic applications. Much work has been done on the doping and decoration of graphene to use monolayer graphenes as transparent conductive electrodes. In this thesis, Ag atoms were trans-ferred by the electrochemical method to large-scale single-layer graphene surface transferred on SLG. The transfer amount was determined as 0.05, 0.25, 0.5, and 1 mC in terms of load. After the transfer process, annealing was carried out at 500 0C in the Ar atmosphere. The properties of Ag decorated graphenes obtained were characterized by optical microscopy, Raman spectroscopy, AFM, FESEM, UV-Vis, and electrically. Graphene grown on a copper substrate and graphene trans-ferred onto SLG is single-layer graphene and is close to the literature in terms of its electrical and optical properties. With the attachment of silver atoms to the graphene surface, silver nanoparticles were formed on the graphene surface, which negatively affected both the optical transmittance and the electrical conductivity. The reason for this is that the electrochemical method used to transfer silver atoms to the graphene surface has damaged the graphene or the silver nanoparticles formed to create localized charge regions on the graphene surface and, accordingly, these are scattering cen-ters for electrons.
This study showed that silver atoms deposited in large-scale monolayer graphene by elect-rochemical method adversely affect the graphene quality.