Development of ultrasmall near infrared emitting colloidal pbs and pbs/cds quantum dots with enhanced stability in liquid petroleum products
Sıvı petrol ürünleri içerisinde dayanımlı, aşırı-küçük yakın kızılötesi ışıyan kolloidal pbs ve pbs/cds kuantum noktaların geliştirilmesi
- Tez No: 456333
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HAVVA YAĞCI ACAR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Metalurji Mühendisliği, Kimya, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Metallurgical Engineering, Chemistry, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yarı-iletken nano kristaller (kuantum noktalar), bulk yarı-iletken malzemelerde mümkün olmayan boyuta bağlı optik özellikleri nedeniyle son yıllarda önemli bir ilgi odağı haline geldiler. Güçlü ışıldama, geniş soğurma ve dar emisyon özellikleri farklı kuantum noktaların tek bir dalga boyunda uyarılmalarına olanak sağlar ki, böylece farklı kuantum noktaların aynı anda tespit edilebilinmesi mümkün olur. Kuantum noktaların bu eşsiz özelliklerden optik işaretleyici, optik barkod ve tıbbi teşhis uygulamalarında yararlanılır. Kurşun sülfür (PbS) kuantum noktaları, görünür bölgede güçlü soğurma ve yakın kızılötesi bölgede güçlü ışımaları nedeniyle, biyolojik görüntüleme, fotovoltaikler ve LED'ler için kuantum noktalar arasında için popülerdirler. Yakın kızılötesi ışımaya sahip kuantum noktalar, uyarılmaları zararsız görünebilir dalgaboylarında yapılabilindiği ve ışımaları dokudan gelen floresansa ışımayı elimine ettiği için biyolojik uygulamalar için değerlidirler. Ayrıca yakın kızılötesi ışımaya sahip kuantum noktalarla, görünmez kabul edilebilir, optik barkodlar üretmek de mümkündür. Yakın kızılötesi ışımaya sahip PbS kuantum noktaların, yüksek popülerliklerine karşın, kararlılıkları en büyük problemleridir. PbS kuantum noktalarının büyük miktarı 1100 nm üzerinde emisyonu olan büyük parçalardır. Literatürde sadece az miktarda küçük kolloidal PbS kuantum nokta raporlanmıştır. Bu tez çalışmasında, 800-1100 nm arası ışımaya sahip, yüksek kararlılıklı, eş-boyutlu, parlak PbS ve PbSe ve çekirdek-kabuk PbS/CdS kauntum noktalarının geliştirilmesi hedeflendi. 800-1100 nm dalgaboyları aralığı birçok uygulama için kritiktir, çünkü en yaygın kullanılan ve ucuz olan Si detektörler bu aralıkta çalışmaktadırlar. Bizim uygulamamız 700 nm dalgaboyunda güçlü ve geniş kendiliğinden ışımaları olan sıvı petrol ürünlerin kullanımını içermektedir. Yani, sıvı petrol ürünlerin içerisinde bir yıla kadar düşük konsantrasyonlarda (100 ppm seviyesi) kararlı kalabilen kuantum noktalar geliştirmek bu çalışmanın hedefidir. Uygulama kuantum noktaların hem optik hem de kolloidal kararlılıklarının gerektirmektedir. Buna ek olarak, bu kuantum noktaların sentezleri, kolay, ölçeklenebilinir ve tercihen 'yeşil' sentez olmalıdır. Yani, pahalı, oksitlenebilir, yüksek toksik kimyasallar ve prosesler, bu proje için uygulanabilinir değildirler. Bu kuantum noktaları geliştirmeye ek olarak, projenin gerektirdiği kararlılık ve optik gereksinimleri karşılayabilmek için yeni sentez yöntemi ve kaplama malzemeleri keşfedildi ve sentez sonrası işlemler geliştirildi.
Özet (Çeviri)
Semiconductor nanocrystals (quantum dots) attract significant interest due to their size-dependent optical properties, that are not achievable with the bulk semiconductor materials. Strong luminescence, broad absorption and narrow emission allows excitation of different QDs at a single wavelength, hence allows detection of different QDs at the same time. This unique property is exploited for optical tagging, diagnostic imaging and optical barcode generation. Lead sulfide (PbS) QDs are popular QDs for biological imaging, photovoltaics and LEDs, due to strong absorbance in the visible range and strong emission in the near infrared region (NIR). NIR QDs in biological applications are valuable since excitation can be done in the non-harmful visible wavelength range and emission in the NIR can eliminate the auto-fluorescence of the tissue. It is also possible to generate optical barcodes with NIR QDs, as well, which may be considered as invisible barcodes.to the naked eye. In spite of the high popularity of PbS, its stability is a major problem. Most PbS QDs are large nanocrystals with emission above 1100 nm. Besides, there is only a limited amount of reports on small colloidal PbS in the literature. In this thesis work, development of highly stable, monodisperse, bright PbS and PbSe, and PbS/CdS core-shell QDs with emission between 800-1100 nm was aimed. This range is critical to many applications since most available and inexpensive detectors, such as extended Si-detector do not perform at longer wavelengths. Our application contains use of liquid petroleum products, these have strong and broad auto-fluorescence at 700 nm. So, developing QDs stable in liquid petroleum products with low concentration (100 ppm level) up to a year is the primary aim of this work. Both optical and colloidal stability is needed for the application. Moreover, synthesis of these QDs should be easy, scalable and preferable green synthesis. So, expensive, oxidative, high toxic precursors and processes is inapplicable for the project. In addition to develop these QDs, new synthesis method and coatings were developed and post-processes were improved to satisfy stability and optical requirements of the project.
Benzer Tezler
- Femtosaniye lazer ile işlenen yapıların katıhal lazerlerde uygulamaları ve üst çevrim pompalı Tm3+:KY3F10 lazerleri
Solid-state laser applications of femtosecond laser written structures and upconversion pumped Tm3+:KY3F10 lasers
YAĞIZ MOROVA
Doktora
Türkçe
2021
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEDA AKSOY ESİNOĞLU
PROF. DR. ALPHAN SENNAROĞLU
- Tandem halde bir kanat profilinin taşıma ve yunuslama karakteristiklerinin incelenmesi
Investigation of the lift and pitching moment characteristics of an airfoil in tandem arrangement
M. ADİL YÜKSELEN
- Ark PVD yöntemiyle tin kaplanmış kesici takımların karakterizasyonu ve performanslarının incelenmesi
Başlık çevirisi yok
M.CENK TÜRKÜZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. E. SABRİ KAYALI
- Ultra yüksek sıcaklık uygulamalarına yönelik yüksek entropili alaşım ilaveli sermik esaslı kompozit malzemelerin geliştirilmesi
Development of high entropy alloy additional ceramic based composite materials for ultra high temperature applications
MÜSLÜM KOÇ
Doktora
Türkçe
2023
Mühendislik BilimleriEskişehir Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERHAN AYAS
- Development and characterization of high entropy (HfTiZrMn/Cr)B2 based ceramics
Yüksek entropi (HfTiZrMn/Cr)B2 bazlı seramiklerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
İLAYDA SÜZER
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DUYGU AĞAOĞULLARI