Fabrication of novel core-shell nanostructures for photonics applications

Nano-üretim ve karakterizasyon tekniklerindeki ilerlemeler bilimin, birden fazla alanında sürdürülen araştırmaları hızlandırmış ve bu alanlardaki konuların daha iyi anlaşılmalarını sağlamıştır. Üretilen yeni nanoyapılar, bu araştırmalarda kolaylıklar sağlamış ve yeni olayların gözlemlenmesine yardımcı olmuştur. Bu nanoyapılar, nano-üretim tekniklerinden kaynaklanan hizalanma, üretim miktarı, yüksek üretim maliyetleri, kısıtlı malzeme seçeneği ve çeşitliliği gibi sorunlardan dolayı, olası uygulanabilirliklerini ve kolaylıklarını kaybetmektedirler. Özellikle nano-optik ve fotonik uygulamalarında, bu nedenlerden kaynaklanan sorunlar öne çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında, yeni bir nano-üretim tekniği olarak `Tekrarlamalı Fiber Çekme (TFÇ)? yöntemi tanımlanmıştır. Bu tekniği kullanarak, yapıların ölçüsü aşamalı şekilde makroboyutlardan nanoboyutlara indirilebilinir ve bu şekilde istenilen uzunlukta bir boyutlu çekirdek-kabuk nanoyapılar elde edilebilinir. Daha sonra `Plateau-Rayleigh? kararsızlığını kullanarak TFÇ yöntemiyle elde edilen nanoteller, üretimi zor, farklı, çekirdek-kabuk yapılarına dönüştürebilinir ve bu şekilde nanotel-nanoküre arasında olan, daha önce farkedilmemiş bir geçiş bölgesinin olduğu gözlemlenebilinir. Üretilen çekirdek-kabuk nano-platformları kullanarak değişik optik olaylar gözlemlenmiş ve bunlar yeni fotonik uygulamaları için tasarlanmıştır. Kısaca, (a) cam-polimer nanoyapılarında rezonant Mie saçılması incelenmiş ve geniş-alan renklenmesi için düzenlenmiştir, (b) üretilen tümü-polimer nanotellerin Mie saçılmasında rezonant olmayan bir bölgeye denk geldiğini ve bu bölgenin yeni özelliklere sahip olduğu gözlemlenmiştir, (c) ince-film girişimi olayının çekirdek-kabuk mikro- ve nanoyapılarındaki karşılığı olan nanokabuk girişimi incelenmiştir, (d) yaban ördeği tüyünde gözlemlenen alışılmadık bir fotonik kristal yapısı incelenmiş ve TFÇ yöntemi kullanılarak taklit edilmiştir, (e) tümü-polimer çekirdek-kabuk nanoyapılarının ışığı toplama potansiyelini incelenmiş ve emilimi ciddi bir şekilde arttırdığı gözlemlenmiştir, (f) As2Se3 dan oluşan nanotel dizileri verimli geniş-bantlı ışık üretiminde kullanılmıştır.