2D geçiş metali ikili kalkojenit malzemelerin kontrollü katkılanması

İki boyutlu (2D) tek tabakalı geçiş metali dikalkojenit (TMDC) malzemelerin kristal latisindeki metal atomlarının farklı bir geçiş metali ile yer değiştirilmesi ile bu malzemelerin bant aralıkları, elektriksel ve optik özellikleri değiştirilebilmektedir. Katkılanan metal atomlarının malzemede kontrollü ve üniform özellikte üretilmesi aşılması gereken başlıca zorluklardır. Son yıllarda Janus olarak adlandırılan iki farklı kalkojen yüzeyine sahip yeni tür 2D tek tabaka TMDC'ler daha elektronegatif yüzeye dik elektriksel alana sahip oldukları için birçok uygulama için umut vadetmektedir. Ancak literatürde metal katkılı Janus TMDC malzemelerin üretimi ve karakterizasyonuna yönelik deneysel veya teorik bir çalışma bulunmamaktadır. Bu çalışma ile kontrollü olarak sırasıyla Ta ve Nb ile katkılanan WSe2 tek tabaka malzemelerinden literatürde ilk kez deneysel olarak katkılı Janus WSeS üretilmiş morfolojik, yapısal ve optik özellikleri incelenmiştir. Öncelikle Ta2O5 ve Nb2O5 tozlarından WO3 ile farklı Ta:W ve Nb:W konsantrasyonlarında kontrollü olarak homojen toz karışımlar üretilerek kimyasal buhar biriktirme yöntemiyle Ta ve Nb katkılı tek tabaka WSe2 malzemeleri büyütülmüştür. Plazma ile tek tabaka malzemelerin üst Se atomları sökülmüş ve yerinde termal sülfürleme yapılarak S tabakası ile yer değiştirilmiştir. WSe2 ve Janus WSeS ile Ta ve Nb katkılı WSe2 ve Janus WSeS malzemelerin üretildiği Raman ile, tek tabaka oldukları ise atomik kuvvet mikroskobu ile doğrulanmıştır. Elde edilen Ta ve Nb katkılı WSe2 ve Janus WSeS'nin katkısız malzemelere kıyasla yapısal ve optik özelliklerinin kontrollü katkı stratejisi ile değiştiği Raman ve Fotolüminesans spektroskopisi ile gözlemlenmiştir. Bu tez çalışması ile, tek tabaka TMDC malzemelerin kontrollü katkılanması ile yeni tür Janus malzemelerin üretilebildiği literatürde ilk kez gösterilmiştir.