Karbon nanotüp tabanlı çinko oksit nanotellerin büyütülmesi ve optoelektronik özelliklerinin incelenmesi

Karbon nanotüplerin (KNT'ler) çinko oksit (ZnO) ile entegrasyonu, çeşitli uygulamalar için malzemelerin verimliliğini artırmada önemli bir umut vaat etmiştir. Bu tez, hidrotermal yöntem kullanılarak ZnO'nun KNT üzerinde büyütülmesi ile KNT/ZnO nanotellerin sentezini ve karakterizasyonunu sunmaktadır. Üretilen nanoteller, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dağılım X ışını spektrometresi (EDX), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi spektroskopisi (FTIR), Termogravimetrik Analiz (TGA) ve X Işınları Kırınımı (XRD) kullanılarak analiz edilmiştir. SEM görüntüleri, nanotellerin uzun ve ince olduklarını ve yüksek en-boy oranına sahip yoğun nanotel yapıların büyütüldüğünü göstermektedir. SEM sonuçları, ZnO nanotellerin KNT substrat üzerinde başarılı bir şekilde homojen olarak büyütüldüklerini göstermektedir. Nanoteller ortalama 20-50 nm çapında, 5-10 μm uzunluğundadır. ZnO'nun EDX spektrumu, çinko (Zn) ve oksijene (O) karşılık gelen belirgin pikler göstererek ZnO'nun varlığını doğrulamaktadır. Saf ZnO ve KNT/ZnO spektrumları karşılaştırıldığında, ilave karbon pikleri ve Zn ve O pik yoğunluklarındaki olası değişiklikler başarılı nanoyapıların oluşumuna işaret etmektedir. FTIR spektroskopisi, numunelerde bulunan kimyasal bağlar ve fonksiyonel gruplar hakkında bilgi sağlamıştır. Alkin (C≡C) ve aromatik (C=C) titreşimlerin varlığı grafitik yapı ve KNT'deki olası kusurlar veya fonksiyonel gruplarla tutarlıdır. Ayrıca, 971,12 cm-¹ ve 666,87 cm-¹'deki pikler Zn-O bağ titreşimlerinin karakteristiği olduğundan ZnO'nun varlığını doğrulamaktadır. Termal kararlılığı değerlendirmek için TGA/DTG kullanılmıştır. Yüksek sıcaklıklardaki önemli ağırlık kaybı, KNT'lerin tamamen oksidasyonunu ve ZnO'daki potansiyel değişiklikleri göstermiştir. XRD verileri sentezlenen nanoyapıların kristal yapısını ve fazlarını doğrulamıştır. XRD analizi sonucunda ortalama kristal boyutunun 25-30 nm olduğu saptanmıştır. Kırınım piklerinin keskinliği ZnO'nun yüksek kalitede ve homojen olarak büyütüldüğünü ifade etmektedir.