Silicon nanocrystal doped polymer nanowire array

Bu tezde, silikon nanokristallerin sentezlenmesi ve yeni bir nano-üretim tekniğiyle silikon nanokristal katkılı mikro ve nanotellerin üretilmesi, incelenmiştir. Silikon kuantum noktalar ya da nanokristaller, UV ışık uyarımıyla görünür dalga boyunda parlak ışık yayan yapılardır. Bir çok nanokristal üretim metodu içinde, biz çok fazla son ürün vermesi ve üretim kolaylığı sebebiyle, kimyasal yolları tercih ettik. Polimere gömülmüş silikon nanokristaller, gömülmeyenlere nazaran bazı gelişmiş özellikler gösterebilirler. Örneğin; oda koşullarında ve 300 °C gibi yüksek sıcaklıklarda dahi uzun süre ışımalı kalma bunlardan bir tanesidir. Bu özelliklerinden yararlanılarak tekrarlamalı olarak ısıl fiber çekme işleminde kullanılmaları mümkün olmaktadır. Dolayısıyla, bu çalışma boyunca bir kaç farklı polimer film denenmiş ve optik ve ısıl özelliklerinden dolayı polikarbon filmde karar kılınmıştır. Bunlardan yola çıkarak görülüyor ki çalışma grubumuzda sıkça kullanılan tekrarlamalı ısıl fiber çekme yöntemiyle silikon nanokristal gömülmüş nanofiberler üretmek mümkündür ve sonuçlarımız ve ürünlerimiz bunu desteklemektedir. Literatürde silikon nanokristal gömülü ya da konjuge polimerle üretilen bazı çalışmalar bulunmakla birlikte bu çalışmaların hizalama, tekrarlanamama, üretim zorluğu gibi bazı dezavantajları bulunmaktadır. Bunlarla beraber bu çalışmadakine benzer şekilde ısıl yöntemlerle üretilen bazı çalışmalar da vardır ancak bizim çalışmamız nano boyuta inmesi ve üretim aşamalarının farklılığıyla bu çalışmalardan ayrılmakta hatta bazı avantajlarıyla bir kaç adım öne geçmektedir. Örneğin, tekrarlamalı yöntemle ürettiğimiz fiberlerin kolay hizalanabilme, yeknesanlık ve çok uzun boyluluk gibi avantajları vardır. Üretim yöntemimiz, nanokristal sentezi, ince film hazırlama, sarma ve katılaştırma ve fiber çekmeden oluşmaktadır. Ortaya çıkan ara ürünlerin karakterizasyonlarının takip edilebilmesi, çalışmanın gelişmesi açısından önemlidir. Dolayısıyla, her adımda elde edilen örnekler detaylı bir şekilde gerekli görülen ölçümlere tabi tutulmuşlardır. Bu ölçümler ışıma yoğunluğu ölçümü ve TEM/SEM resimleri olarak sayabiliriz. Ayrıca, gömülü filmler için sıcaklığa bağlı ışıma yoğunluğu değişimi ölçümü de yapılmıştır. Son olarak, elde edilen fiberlerin ara kesit resimleri ve ışımaları yoğunluk ölçümleriyle birlikte alınmıştır. Bu çalışma sonunda elde edilen silikon nanokristal gömülü fiberler, fiber kazanç ortamı, tek foton kaynağı, yönelimli yayıcı, ışık yayan diyotlar ve optik sensörler olarak kullanılabilirler. Ayrıca, yönlendirme özelliklerinden dolayı da belirli yönlerde ışıma yoğunluğunu artırma özelliği de gösterebilirler.