Kriyojenik sıcaklıkta grafen oksit yapısının gümüş atomları ile katkılandırılması ve plazmonik özelliklerinin incelenmesi

Bu tez çalışmasında grafen oksit (GO) yapısı ilk kez kriyojenik sıcaklıkta (200 K) gümüş (Ag) atomlarıyla katkılandırıldı ve elde edilen ikili yapıya (GO/Ag) plazmonik özellik kazandırıldı. Bu doğrultuda Modifiye Hummers yöntemi kullanılarak Sigma-Aldrich marka grafit tozundan grafen oksit (GO) üretimi gerçekleştirildi. Üretilen numunede GO yapısının tespiti için X-ışınları kırınımı difraktometresi (XRD) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) analizleri yapıldı. Analiz sonuçları, üretilen numunelerin GO yapısında olduğu gösterdi. Daha sonra GO tozu pres makinesi yardımıyla tablet haline getirildi ve tabletlerin yüzeyleri soğuk altlık yöntemi kullanılarak Ag ile kaplandı. Elde edilen Ag katkılı (GO/Ag) ve katkısız (GO) yapıların optiksel ölçümleri yapıldı ve yasak enerji bant aralıkları (Eg) hesaplandı. Ag katkılı ve katkısız örneklerde yüzey plazmon rezonans (SPR) olayının 450 nm dalga boyunda gerçekleştiği optiksel ölçümlerle tespit edildi. XRD desenlerinde GO/Ag ikili yapısında gümüş oksit (Ag2O, Ag2O3) ve metalik gümüş (Ag) atomlarına ait yansıma piklerine rastlandı. SEM görüntülerinde GO/Ag yapısının katman sayısının GO'ya kıyasla daha fazla olduğu görüldü. FT-IR analizlerinden GO yapısına ait (karbon, oksijen, hidrojen) çeşitli bağlantı titreşimlerinin (3222,1719, 1619, 1407, 1155, 1035, 874 cm-1) olduğu tespit edildi. Bununla birlikte Raman analizlerinde GO/Ag yapısında kusur yoğunluğunun azaldığı ID/IG değerlerinden hesaplandı. Elektrokimyasal empedans spektroskopisi (EIS) yöntemi ile farklı dalga boylarında aydınlatılan (oda, 366 nm ve 450 nm) numunelerin Nyquist eğrileri elde edildi ve yük transfer dirençleri hesaplandı. EIS sonuçları, GO/Ag'nin yük transfer direncinin dalga boyuna bağlı olarak değiştiğini gösterdi. Çalışmanın ikinci aşamasında Al/p-Si/GO/In ve Al/p-Si/GO+Ag/In diyotları oluşturuldu. Diyotların akım-gerilim (I-V) karakteristikleri karanlık ve aydınlık (93 mW/cm2) ortamlarda incelendi. Elde edilen sonuçlar gümüş katkılı Al/p-Si/GO+Ag/In diyotunun daha iyi elektriksel özellikler sergilediğini göstermiştir. Yapılan bu tez çalışması sonucunda yeni yöntemle elde edilen plazmonik özellikli GO/Ag yapılarının elektronik aygıt üretiminde kullanılmasının uygun olduğu görülmüştür.