Hidrotermal yöntem ile üretilmiş bor katkılı ZnO nanomalzemelerin yapısal ve optik özelliklerinin araştırılması

Bu tez çalışmasında, hidrotermal yöntem kullanılarak sentezlenen Bor (B) katkılı çinko oksit (ZnO) nanomalzemelerin yapısal ve optik özellikleri araştırılmıştır. ZnO'nun geniş bant aralığı, yüksek ısı iletkenliği ve yüksek eksiton bağlanma enerjisi gibi özellikleri, bu malzemenin optoelektronik cihazlar, sensörler ve fotokatalitik uygulamalarda yaygın kullanımını sağlamaktadır. Bu tezde B katkısının, ZnO'nun özelliklerini iyileştirmek ve yeni fonksiyonel özellikler kazandırmak amacıyla kullanılması hedeflenmiştir. Tezin hipotezleri, B katkısının ZnO'nun kristal yapısını, morfolojisini ve optik özelliklerini olumlu yönde etkileyeceğini öne sürmektedir. Bu kapsamda, hidrotermal yöntemle farklı konsantrasyon oranlarında B katkısı içeren ZnO nanomalzemeler sentezlenmiştir. Sentez işleminde, katkısız ZnO yanı sıra farklı ağırlık yüzdelerinde (%1, %2 ve %5) B içerik oranlarıyla karıştırılan ZnO nanomalzemeler üretilmiştir. Çalışmada X-ışını difraksiyonu (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), Ultraviyole-Görünür Spektroskopi (UV-Vis) gibi ileri karakterizasyon teknikleri kullanılarak, sentezlenen bu malzemelerin yapısal ve optik özellikleri incelenmiştir. XRD analizleri, B katkısının ZnO'nun kristal yapısında önemli değişikliklere yol açmadığını, ancak kristal boyutunu ve kafes parametrelerini etkilediğini göstermiştir. SEM görüntüleri, bor katkısının ZnO'nun yüzey morfolojisini değiştirdiğini ortaya koymuştur. UV-Vis spektroskopisi sonuçları ise bor katkısının ZnO'nun yasak enerji aralığını 3,21 eV değerlerine düşürdüğü gözlenmiştir. Bulgular, B katkılı ZnO nanomalzemelerin güneş hücreleri, fotodetektörler ve diğer optoelektronik cihazlar için potansiyel olarak kullanılabilir olduğunu göstermektedir. Çalışmanın sonuçları, B katkısının ZnO'nun performansını ve fonksiyonel özelliklerini önemli ölçüde iyileştirebileceğini ortaya koymaktadır.