Grafen katkılı p-tipi ve n-tipi termoelektrik nanokompozit malzeme üretimi ve karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada kobalt ve mangan oksit tabanlı metal oksit termoelektrik malzemelere grafen katkısıyla, yapısal karakterizasyon ve fiziksel özelliklerinde ne gibi değişim olduğu gözlemlenmek istenmiştir. Üretilen malzemelerin n-tipi ve p-tipi termoelektrik özelliklerine sahip olması amaçlanmıştır. Yapısal karakterizasyon olarak malzemelerin XRD, SEM, EDX, ve FTIR özelliklerine bakılmış; fiziksel özellikleri olarak da sıcaklığa karşı termal iletkenlik ve Seebeck katsayısı özellikleri belirlenmiştir. Numunelerin XRD özelliklerinde kristal yapıda oldukları gözlemlenmiş ve Scherrer eşitliği kullanılarak tabakalar arası mesafe (d), kristal boyutu (D) ve maksimum pik yarı genişliği (FWHM) hesaplanmıştır. SEM görüntülerinde numunelerin kristal yapıda olduğu ve grafen katkısıyla genel olarak homojenizasyon artış göstermiştir. EDX sonuçlarında numunelerde herhangi bir safsızlık olmadığı belirlenmiş ve bileşenlerin hepsi bu sonuçlarda da görülmüştür. FTIR sonuçlarında da XRD sonuçlarındaki bağların yapıları ve özellikleri gösterilmiştir. Numunelerin fiziksel özelliklerinde ise grafen katkısının genel olarak olumlu yönde etki yaptığı görülmüş, grafen katkısının termoelektrik malzemeye önemli destek verdiği ölçüm ve grafiklerle saptanmıştır.

In this study, it was targeted to observe how the structural characterization and physical properties of cobalt and manganese oxide based metal oxide thermoelectric materials change with graphene doping. It was aimed that these materials had n-type and p-type thermoelectric properties. The samples were examined via the appliances of XRD, SEM, EDX and FTIR as structural characterization and they were also examined via Temperature versus Seebeck coefficient and thermal conductivity as physical properties. To XRD properties, it was observed that all samples contained crystal structure and distance between layers (d), crystallite size (D) and full width at half maximum (FWHM) were calculated by using Scherrer equation. To SEM images, it was observed that the samples had crystal structure and homogenization of the samples usually increased with graphene doping. To EDX results, it was determined that the samples did not have any impurities and all of the components were seen in these results. The structures and properties of the bonds in XRD results were shown in FTIR results, too. It was observed that graphene doping usually affected the physical properties of samples positively. Thus, it was determined by measurements and graphs that graphene doping provided significant effect to thermoelectric materials.