Bor katkılı indirgenmiş grafen oksit sentezi ve karakterizasyonu

Literatüre göre, grafen katkılama da yaygın olarak kullanılan malzemeler; nitrojen (N), bor (B), fosfor (F), sülfür (S) elementleridir. Katkıcılar seçilirken seçerken dikkat edilmesi gereken nokta katkı maddesinin içerdiği atom ile karbon atomu arasındaki ilişkisi ve kullanılacak uygulama alanıdır. Bundan dolayı yaygın olarak p ve n tipli katkılama da bor ve nitrojen yaygın olarak kullanılmaktadır. Bor ve nitrojen; karbon atomların boyutu nedeniyle grafen oksit kafes yapısına daha kolay entegre edilebileceği için bor ve nitrojen yaygın olarak kullanılmaktadır. Buna bağlı olarak, bor ve nitrojen moleküllerinin grafene katkılanmasıyla grafenin elektronik özellikleri ve kimyasal reaktivetisini uyarlamak için etkili bir yaklaşımdır. Grafen oksitin ya da indirgenmiş grafen oksitin kapasitansını geliştirmek bor veya nitrojen gibi hetero atomlarla doping yapılarak iyileştirilebilir. Katkılamada, grafendeki gözenek sayısının artmasıyla yüzey alanında arttığı görülmüştür. Bor katkılamanın nitrojene göre daha yaygın kullanılma sebebi, nitrojenin çok kolay oksitlenebilmesi sonucu sentezlenen malzemenin gün geçtikçe oksitlenmeden dolayı malzemedeki nitrojen oranının azalması araştırmacıları bor katkılı indirgenmiş grafen oksite yönlendirmiştir. Bor ile nitrojen katkılamada bir diğer dikkat çekici özellik ise bor katkılı indirgenmiş grafen oksitin yüksek sıcaklığa kadar dayanabilmesidir. Bu özellik sayesinde çeşitli uygulamaları mevcuttur. Grafen henüz çok yeni bir malzeme olması, geniş uygulama alanlarına sahip olması ve üstün özelliklere sahip olmasından dolayı birçok araştırmacının dikkatini çekmektedir. Grafen oksit ise grafene benzer özellikler sergilemesine ve özellikle endüstriyel uygulamalar bakımından geniş kullanım alanına sahip olmasına rağmen elektriksel olarak yalıtkandır. İndirgeme adımıyla grafen oksitin elektriksel özellikleri iyileştirilmesine rağmen kullanılan indirgeyicilerin pahalı olması ve oksit grupları indirgeme için sıcaklık, zaman, indirgeyici kimyasal oranı birçok parametrenin optimizasyonu gibi uzun işlemlerin ardından yeterince aktif grupların oluşmasına imkân vermemektedir. Bu kapsamda bor katkılı indirgenmiş grafen oksit sentezi ile elektriksel özellikler açısından indirgenmiş grafene oksite kıyasla daha iyi malzeme sentezi gerçekleştirilecektir. Ayrıca, görece ucuz ve geniş ölçekte grafen sentezine imkân vermesinden dolayı kimyasal yöntem kullanılarak bor katkılı indirgenmiş grafen oksit sentezi önemli bir avantaj oluşturacaktır. Katkılama işleminin başarılı bir şekilde elde edildiğini ortaya koymak amacıyla karakterizasyon yöntemleri uygulanacaktır. Uygulanan karakterizasyon işlemleri sonucunda indirgenmiş grafen oksit katkılamasının başarı derecesi tespit edilecektir ve böylece indirgenmiş grafen oksitin ucuz ve kolay yöntemle elektriksel özellikleri iyileştirme sağlanacaktır. Grafen oksit üzerine ulusal anlamda sınırlı tez çalışması olması bu alandaki çalışmalara katkı sunmasını sağlayacaktır. Bu tez kapsamında gerçekleştirilecek grafen oksit sentezi ve katkılama işlemlerinin ardından indirgenmiş grafen oksit için güneş hücreleri dahil birçok alanda uygulama imkanı sağlanmış olacaktır.