PVP ve tuz miktarına bağlı ag-nanotel sentezi ve karakterizasyonu

Abstract

En az iki boyutu yaklaşık 1-100 nm aralığında olan nanoteller, boyut sınırlarıyla termal, manyetik, elektriksel, optik özelliklerinden dolayı en çok ilgi duyulan malzemelerdir. Nanotellerin bu kendine has özellikleri temel olarak boyutları ve bileşimleri vasıtasıyla karakterize edilebilir. Boyuta bağlı özelliklerinin çalışmaları için boyut kontrollü nanotel sentezi oldukça önemli bir araştırma konusu olmuştur. Bütün bu nanotellerin arasında, gümüş nanotellerin sentezi, birçok alanda önemli bir malzeme olan bulk gümüşün yüksek elektrik ve ısıl iletkenliği nedeniyle aktif bir araştırma alanı olmaya devam etmektedir. Ayrıca gümüş nanoteller üretimi oldukça zor olan altın nanotüpler gibi diğer nanoyapıları üretmek için de kullanılmaktadır. Organik güneş pilleri, elektronik görüntüler (displays), OLED' ler, sensörler, fotonikler gibi optoelektronik cihazların esnek ve ekonomik olmalarından dolayı sanayi ve endüstriye aktarılabilmesi oldukça önemlidir. Şu ana kadar ki çalışmalarda indium tin oxide (ITO) ve fluorine tin oxide (FTO) tipi malzemeler kullanılmıştır, ancak esnek (flexible) veya yumuşak (soft) özellikli kullanımlarda/aygıtlarda bu malzemeler hem pahalı hem de kırılgandır. Son 10 yıl içerisinde birçok araştırma grubu tarafından metal nanoteller termal, manyetik, optik ve elektriksel özelliklerinden dolayı Ag nanotellerin sentezi için etkin prosesler geliştirilmeye çalışılmıştır. Bununla birlikte bu çalışmaların arasında en sıklıkla Ag nanotellerin polyol metodu ile sentezi aşamasında en etkin parametrenin bulunması üzerine gerçekleştirilmiştir ve istenilen tek tip (en-boy) Ag nanotel üretilememiştir.Bu tez çalışmasında, çözelti bazlı polyol metodu ile Ag-nanotel / nanoparçacık sentezlenmiş, kullanılan tuzların iyonsal değişimi ve çeşidine bağlı olarak oluşan yapıların morfolojisi ile kapsamlı bir parametrik çalışma elde edilmiştir. Oluşan ürünün yapısını etkileyen parametreler; sıcaklık, NaCl miktarı, tuz çeşitleri ve miktarları, manyetik karıştırıcının hızı, AgNO3:PVP molar oranı, silikon yağ banyosu olarak belirlenmiştir. Sonuç olarak bütün deneysel parametrelerin sabit olup, kullanılan tuz çeşidi ve miktarlarının değişimi ile Ag nanotel ve Ag nanopartikül elde edilişi gözlenmiştir. Ayrıca bu yöntemlere göre oluşan Ag nanotellerin en ve boylarının, Ag nanopartiküllerin de boyutlarının ve morfolojilerinin değiştiği gözlenmiştir.

Nanowires, whose at least two dimensions are approximately within the range of 1-100 nm, are materials which are mostly interested in, because of their thermal, magnetic, electrical and optical properties. The properties, which nanowires specifically have, are characterized by their sizes and compositions. In order to control the properties which depend on size, synthesis of nanowires with size control is important research subject. Because of high electrical and thermal conductivity of bulk silver, expecially, synthesis of silver naowires is still active research subject. Moreover, production of silver nanowires can also be used for other nanostructures such as gold nanotubes. Because of their flexibility and economical properties, optoelectronic devices such as organic sun battaries, electronic displays, OLED's, sensors and fotonics can be used in industry. Until now, the studies have used indium tin oxide (ITO) ve fluorine tin oxide (FTO) type materials. But, these materials are expensive and frangible for the applications which require flexibility and softness. Last ten years, because of their thermal, magnetic, optical and electrical properties, many research groups have been trying to develop effective process for synthesis of silver nanowires. Among these researches, effective parameters generally are being tried to be found during the synthesis of silver nanowires by using polyol method, but Ag nanowire with single type size could not be produced. In this thesis, Ag-nanowires/nanoparticules are synthesed by solution based polyol method, and morphology of produced structures are parametrazed by ionic changing and type of salts which are used. The parameters which effect the structure of produced material are determined as tamperture, amount of NaCl, amount and type of salt that is used, speed of magnetic mixer, molar ratio of AgNO3:PVP, silicone oil bath. As a result, without changing other parameters of experiment, production of Ag nanowires and Ag nanoparticules is obtained by changing the amount and type of the salt that is used. By using this method, changing of width and length of Ag nanowires and size and morphology of Ag nanoparticules have been observed.