Dört 12-elemanlı makrosiklik küçük parçalar içeren ftalosyaninlerin sentezlenmesi, karbon nanotüp karışımlı ince filmlerinin büyütülmesi ve optik sınırlama karakterizasyonlarının yapılması

Abstract

Tez kapsamında çalışılan çinko, kobalt, döteryum ve bakırftalosiyaninler Gümüşhane Üniversitesi, İş Sağlığı ve Güvenliği Bölümü öğretim Üyelerinden Doç. Dr. Elif ÇELENK KAYA ve Doç. Dr. Ahmet Afşin KAYA tarafından sentezlendi. Ftalosyanilerin, çözeltilerine 2 mg ve 4 mg tek duvarlı karbon nanotüp (SWCNT) içeren hallerinin polymethylmethacrylate (PMMA) polimeri ev sahipliğinde spin kaplama yöntemiyle ince filmleri büyütüldü. İnce filmlerden, çinko-ftalosiyanini (ZnPc) ve ZnPc+4 mg SWCNT ince filmlerinin tünelleme elektron mikroskobu (TEM) ve tarama elektron mikroskobu (SEM) ile morfolojik özellikleri incelendi. Bütün ince filmlerin hepsinin doğrusal soğurma spektrumları UV-Visspektrofotometresi yardımıyla kaydedildi. Bütün ince filmlerde SWCNT oranına bağlı olarak doğrusal soğurmalarının arttığı gözlemlendi. Ayrıca topaklanmadan dolayı Q bantlarının dalga boyu olarak mavi tarafına kaydığı görüldü. İnce filmlerin doğrusal olmayan soğurma davranışları 532 nm dalga boylu, 10 Hz frekanslı ve 4 ns atma süreli lazer kaynağı kullanılarak açık yarık Z-tarama deneyleriyle araştırıldı. Bütün ince filmlerin doğrusal olmayan soğurma davranışı gösterdikleri ve artan SWCNT oranına bağlı olarak doğrusal olmayan soğurmanın arttığı belirlendi. Doğrusal olmayan soğurma eğrilerinden optik sınırlama yetenekleri hesaplandı ve en iyi optik sınırlama davranışı gösteren ince filmlerin çinko-ftalosiyanini ile büyütülenlerin gösterdiği belirlendi. Bunlara ek olarak, ZnPc ve ZnPc+4mg SWCNT ince filmlerinin taşıyıcılarının birinci uyarılmış seviyede kalma süreleri 800 nm pompa ve 620 nm sonda sinyalleriyle incelendi. Doğrusal olamayan saçılma mekanizmasından dolayı ZnPc+4mg SWCNT ince filminin taşıyıcılarının ZnPc ince filminin taşıyıcılarına göre daha hızlı (yaklaşık 1 nanosaniye) bozunma gösterdikleri belirlendiAnahtar Kelimeler: Doğrusal Olmayan Soğurma, Ftalosiyanin, Optik Sınırlama, Z-tarama Tekniği, SWCNT, İnce Film, Pompa Gözlem Spektroskopisi

The phthalocyanines which are studied in this thesis were synthesized by Assoc. Prof. Elif ÇELENK KAYA and Assoc. Prof. AhmetAfşin KAYA that are the staf of the Occupational Health and Safety Department of GümüşhaneUniversity.The thin films of phthalocyanines and their involving 2 mg and 4 mg single walled carbon nanotubes (SWCNTS) were deposited by spin coating technique at the hosting of the polymethyl methacrylate (PMMA) polymer. The morphologic properties of the thin films which are deposited from zinc phthalocyanine (ZnPc) and 4 mg SWCNT contributed ZnPc (ZnPc+4mg SWCNT) were investigated by tunneling electron microscope (TEM) and scanning electron microscope (SEM) techniques. The linear absorption spectra of all of the thin films were recorded with help of a UV-Vis spectrophotometer. It was observed that the linear absorption of all of the thin films increasing related to the amount of SWCNT. However, it has been seen that the Q bounds shifted to the blue side at wavelength because of the aggregations. The nonlinear absorption behaviors of the thin films were investigated with open aperture Z-scan experiments by using laser source with 532 nm wavelength, 10 Hz repetition rates and 4 ns pulse duration. It was determined that all of the thin films showed nonlinear absorption behaviors and the nonlinear absorption coefficients increased with alteration of the SWCNT amount. The optical limiting abilities of the thin films were calculated from nonlinear absorption traces and determined that the thin films which are deposited from ZnPc showed best optical limiting behavior. In addition, the lifetimes of the carriers of ZnPc and ZnPc+4mg SWCNT thin films at first excited states were investigated by using 800 nm pump and 620 nm probe signals. Because of the nonlinear scattering mechanism, it was determined that the carriers of the ZnPc+4mg SWCNT were showed fast decay (nearly 1 nanosecond) according to the carriers of the ZnPc thin film.Key Words : Nonlinear Absorption, Phthalocyanine, Optical Limiting, Z-Scan Experiment, SWCNT, Thin Film, Pump-Prope Spectroscopy