Bodipy ve aza-bodipy bileşiklerinin iki foton soğurma, floresans ve ultra hızlı spektroskopik özelliklerinin incelenmesi
Two photon absorption, fluorescence and ultrafast spectroscopic properties of bodipy and aza-bodipy components
Yazar: SEZEN TEKİN
Danışman: DOÇ. DR. HALİME GÜL YAĞLIOĞLU
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2013
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Doğrusal olmayan optik = Nonlinear optics ; Floresan = Fluorescence

Özet:
Bu tez çalışmasında; farklı yan gruplar içeren BODİPY ve Aza-BODİPY bileşiklerinin doğrusal soğurma ve floresans özellikleri araştırılmıştır. Ayrıca bu bileşiklerin, doğrusal olmayan iki foton soğurma (TPA) özelliği farklı dalga boylarında yapılan Z-Tarama deneyi ile incelenmiştir. Son olarak, BODİPY ve Aza-BODİPY bileşiklerinin enerji seviyeleri ve elektronların bu seviyelerde kalma süreleri ultra-hızlı pompa-gözlem spektroskopi tekniği ile belirlenmiştir. 
Sentezlenen BODİPY çekirdeğine 4-nitrofenil ve trifenilamin (TFA) grupları bağlanmıştır. Molekül içi yük aktarımları hem çözücünün polaritesine hem de bileşikteki sübstitüe gruplara bağlıdır. Bu nedenle tez kapsamındaki BODİPY bileşiklerinin çözeltileri polaritesi farklı üç çözücü içerisinde hazırlanmıştır. Ultra hızlı pompa gözlem spektroskopisinden elde ettiğimiz sonuçlar, yük transfer seviyesinin bileşikte TFA grubu olduğu zaman gözlemlendiğini ve polar çözücülerde bu durumun meydana geldiğini göstermiştir. Ayrıca bileşikte TFA grubuna ek olarak 4-nitrofenil grubunun da bulunması ve çözücünün polaritesinin artması yük aktarımını hızlandırmaktadır. Z-Tarama deneyleri sonucunda, TPA özelliğini arttırmak için TFA grubunun 3,5 pozisyonunda bulunmasının daha uygun olduğu (220 GM) ve mezo pozisyonundaki yan grubun TPA özelliğine katkısının olmadığı gözlenmiştir.
Tez kapsamındaki Aza-BODİPY bileşiklerine elektron donor özelliği kuvvetli ve konjugasyonu fazla olan TFA ve 4-etinil-N,N-dimetilanilin yan grupları ile daha az konjugasyona sahip metoksi grupları bağlanmıştır. Maksimum iki foton soğurma tesir kesiti (?2) 126 GM olarak, TFA ve 4-etinil-N,N-dimetilanilin yan gruplarını bir arada bulunduran Aza-BODİPY bileşiği için elde edilmiştir. Aza-BODİPY bileşiklerinin elektron donor özelliğe sahip yan gruplar içermesi ve konjugasyon uzunluğunun artması ile TPA özelliğinin arttığı gözlenmiştir. Ayrıca, TFA ve 4-etinil-N,N-dimetilanilin yan gruplarını içeren Aza-BODİPY bileşiklerinde yan gruptan Aza-BODİPY çekirdeğine yük aktarımının olduğu ve bu aktarımın floresansı azalttığı sonucu da elde edilmiştir.

Abstract:
In this thesis, the linear absorption and fluorescence properties of BODIPY and Aza-BODIPY compounds have been investigated. Two photon absorption properties of these compounds have been also investigated by using Z-scan experimental technique. Their excited states and the lifetime of excited electrons were determined by using ultrafast spectroscopy (pump-probe) technique.
In an attempt to alter the charge transfer mechanism, 4-nitrophenyl and triphenylamine groups have been introduced in the structure of BODIPY with various solvents. Pump-probe experiment results revealed that charge transfer state occurs when compound contained triphenylamine group and in polar solvents. Besides that, the presence of the 4-nitrophenyl group situated at the meso position of the BODIPY core provides fast charge transfer. Finally, Z-Scan experiment showed that 3, 5 position is a more suitable position for the attachment of triphenylamine groups to the BODIPY core to increase two photon absorption cross section (TPCS) value (220 GM) and groups at the meso position of the BODIPY core have no effect on TPCS.
Aza-BODIPY compounds containing triphenylamine, 4-ethynyl-N,N-dimethylaniline and  methoxy moieties have been synthesized. Triphenylamine and 4-ethynyl-N,N-dimethylaniline are known with their strong electron donating  property and long conjugation length. As a result of Z- Scan  experiment, maximum two photon absorption cross section is obtained as 126 GM for Aza-BODIPY compound which has triphenylamine and 4-ethynyl-N,N-dimethylaniline moieties together. Aza-BODIPY compounds with strong electron donating moieties  showed charge transfer from moiety to aza-BODIPY core and strong two photon absorption property. On the other hand, the charge transfer caused the decreasing of fluorescence signal.