Işkın bitkisinden karbon nokta yapıların yeşil sentezi ve Schottky diyot fabrikasyonu
Green synthesis of carbon dot structures from Rheum ribes plant and Schottky diode fabrication
Yazar: MUHAMMED TAHA DURMUŞ
Danışman: DOÇ. DR. EBRU BOZKURT
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Amaç: Bu tez çalışmasında, doğal bir materyal olan ışkın bitkisi (Rheum Ribes) ilk defa kullanılarak hidrotermal sentez yöntemi ile tek aşamada yeni karbon nokta yapılar (CDs) sentezlemek ve tamamen doğal bir materyal ile elde edilen yeni CDs kullanılarak diyot fabrikasyonu alanındaki çalışmalara katkıda bulunmak amaçlanmıştır. 
Yöntem: CDs, literatürde yaygın olarak tercih edilen hidrotermal sentez yöntemi ile elde edilmiştir. Elde edilen bu karbon nokta yapıların morfolojisi ve boyutları için TEM, Zetasizer cihazları kullanılmış olup, yapısal karakterizasyonları için XRD, XPS, FT-IR Spektrofotometresi, Mikro Raman Spektroskopisi cihazları kullanılmıştır. CDs'ın optiksel karakterizasyonu ise absorpsiyon ve durgun hal floresans ölçümleri ile yapılmıştır. 
Çalışmanın ikinci kısmında silisyum substrat üzerine CDs stoğundan yaklaşık 50 µl damlatılarak buharlaştırma yoluyla CDs ince filmi oluşturulmuştur. Son aşamada oluşturulan CDs film üzerine gölge maske tekniği ile altın buharlaştırılarak diyot yapısı elde edilmiş ve bu diyotun akım-voltaj karakteristiği incelenmiştir.
Bulgular: Tamamen doğal ürün olan ışkın bitkisinden hidrotermal sentez yöntemi ile CDs tek aşamada sentezlenmiş ve bu yeni doğal ürün temelli yarıiletken materyalin elektronik alanında önemli bir yeri olan Schottky diyot fabrikasyonunda kullanılabileceği tespit edilmiştir. 
Sonuçlar: Işkın bitkisinden hidrotermal sentez yöntemi ile tek aşamada yeni karbon nokta yapılar (CDs) başarı ile sentezlenmiştir. Sentezlenen CDs'ın ortalama 1,5 nm boyutlarında küresel, negatif yüzey yüküne sahip ve yapısında %73,3 , %24,0 ve %2,7 oranlarında C, O ve N elementlerinin bulunduğu tespit edilmiştir. Bununla birlikte bu CDs'ın yaklaşık 394 nm'de floresans özelliğe sahip olduğu belirlenmiştir. Tüm karakterizasyonları yapılan CDs, schottky diyot tasarımında yarıiletken materyal olarak kullanılmış ve Schottky diyodun oluşumunu gösteren doğrusal olmayan bir doğrultma davranışı sergilediği gözlenmiştir.

Abstract:
Purpose: In this thesis, it is aimed to synthesize new carbon dot structures (CDs) in a single step by using a natural material Rheum Ribes for the first time, and to contribute to the studies in the field of diode fabrication by using new CDs obtained with a completely natural material.
Method: CDs were obtained by hydrothermal synthesis method, which is widely preferred in the literature. TEM and Zetasizer devices were used for the morphology and sizes of these carbon dot structures, and XRD, XPS, FT-IR Spectrophotometer and Micro Raman Spectroscopy devices were used for their structural characterization. Optical characterization of CDs was done by absorption and steady-state fluorescence measurements.
In the second part of the study, approximately 50 µl of CDs stock was dropped onto the silicon substrate and CDs thin film was formed by evaporation. The diode structure was obtained by evaporating gold with shadow mask technique on the CDs film formed in the last stage, and the current-voltage characteristic of this diode was examined.
Findings: CDs were synthesized in a single step by hydrothermal synthesis method from the completely natural product of Rheum Ribes and it was determined that this new natural product-based semiconductor material could be used in Schottky diode fabrication, which has an important place in the field of electronics.
Results: New carbon dot structures (CDs) were successfully synthesized in a single step by hydrothermal synthesis method from Rheum Ribes. It has been determined that the synthesized CDs are spherical with an average 1.5 nm size, have a negative surface charge and contain 73.3%, 24.0% and 2.7% C, O and N elements in their structure. However, these CDs were determined to have fluorescence at approximately 394 nm. The CDs were used as semiconductor material in the schottky diode design and it was observed that they exhibited a nonlinear rectification behavior indicating the formation of the Schottky diode.