Farklı optik özelliklere sahip Cu2O ve CuO nanoyapılarının elektrokimyasal olarak hazırlanması ve karakterizasyonu

Abstract

Bu tez çalışmasında, farklı optik, yapısal ve morfolojik özelliklere sahip yarıiletken bakır oksit nanoyapıları UPD temeline dayanan elektrokimyasal depozisyon yöntemi kullanılarak hazırlandı. Bazik sulu çözeltide elektrokimyasal yöntemle hazırlanan Cu2O nanoyapıları farklı tavlama sıcaklıklarına maruz bırakıldı ve meydana gelen farklı yapılar ve faz değişim olayları incelendi. Cu2O'nun sıcaklığın etkisiyle CuO nanoyapılarına dönüştüğü gözlemlendi. Böylece hem Cu2O hem de CuO nanoyapıları elektrokimyasal metot ile başarıyla hazırlandı. Artan sıcaklık ile küp şeklinde olan bakır oksit yarıiletken malzemelerinin şekillerinin değişmeye başladığı ve giderek çiçek biçimli kristallere dönüştüğü görülmüştür. Artan tavlama sıcaklığıyla birlikte kristallerin boyutlarının arttığı ve birim alandaki kristal sayısının azaldığı, yüzeydeki kristallerin yüzeye homojen bir şekilde düzenli olarak dağıldığı görülmektedir. Bakır oksit faz değişimi ile bakır oksit nanoyapılarının absorbans değerlerinde ve bant aralığı enerjilerinde ciddi kaymalar gözlenmiştir. Sadece iki element içeren yarıiletken malzemeler kullanarak farklı optik, yapısal ve morfolojik özelliklere, birçok farklı yarıiletkenin bant aralığı enerjisine sahip olan malzemeler elektrokimyasal olarak üretilebilir.

In this thesis work, nanostructures of semiconductor copper oxide with different optical, structural and morphological properties were prepared by electrochemical deposition method based on the UPD. Cu2O nanostructures prepared by electrochemical method in basic aqueous solution were subjected to different annealing temperatures and investigated different structures occurred and phase change events. It was observed that Cu2O with the effect of the temperature returned to CuO nanostructures. Thus, both Cu2O and CuO nanostructures were successfully prepared by electrochemical method. With increasing temperature, it was observed that the shape of semiconductor materials of the cube-shaped copper oxide begin to change and to gradually return to the flower-shaped crystals. With increasing annealing temperature, it was observed that size of the crystal increased and crystal number per unit area reduced and the crystals dispersed regularly and homogeneous on the surface. With the copper oxide phase change, it was observed that absorbance values and band gap energies of nanostructures of copper oxide occurred significant shifts. By using semiconductor materials including only two elements could be electrochemically produced materials having different optical, structural and morphological characteristics and band gap energy of many different semiconductors.