Mikro ve Nanoteknoloji Yüksek Lisans Tezleri / Micro- and Nano-Technology Master Theses

Permanent URI for this collectionhttps://gcris3.etu.edu.tr/handle/20.500.11851/668

Browse

Now showing 1 - 20 of 59

Müon-proton ve Müon-çekirdek Çarpıştırıcılarının Ana Parametreleri
(2024) Öztürk, Arif; Sultanov, Saleh
Lepton-hadon çarpışmaları maddenin derin yapısını öğrenmemizde kritik rol oynamıştır: protonların yapısı (form-faktörler) ve quark-parton modeli elektronların sabit hedeften saçılması deneylerinde keşfedilmiştir. İlk elektron-proton çarpıştırıcısı HERA kuvvetli etkileşmelerin dinamiğini derinlemesine incelemiş ve Tevatron ile LHC deneylerinin doğru yorumu için parton dağılım fonksiyonlarının (PDF) temin etmiştir. Maalesef HERA'nın kütle merkezi enerjisi quantum kromodinamiği (QCD) için kritik olan bölgenin (çok düşük xB ve aynı zamanda büyük Q2) incelenmesine imkan sağlayamamıştır. Bu nedenle daha yüksek kütle merkezi enerjili (> TeV) lepton-hadron çarpıştırıcılarına gereksinim vardır. Bu çarpıştırıcılar hem de gelecekte kurulacak enerji ön-cephesi hadron çarpıştırıcıları için parton dağılım fonksiyonlarını temin edecektir. Enerji ön-cephesi lepton-hadron çarpıştırıcıları için iki seçenek mevcuttur: linak-halka tipli eh çarpıştırıcıları ve halka-halka tipli μh çarpıştırıcıları. Bu tez kapsamında son yıllarda önerilen müon-hadron çarpıştırıcılarının ana parametreleri irdelenecektir. Bunların belirlenmesinde TOBB ETÜ YEF grubu tarafından geliştirilen AloHEP yazılımı kullanılacaktır.
Kafes Yapıların Malzeme Ekstrüzyonu ile Üretiminden Dolayı Çekme Testi Sonuçlarında Oluşan Belirsizliklerin İncelenmesi
(2024) Türkoğlu, Tarık Can; Görgülüarslan, Recep Muhammet
Teknolojinin sürekli gelişimiyle birlikte, malzeme ekstrüzyonuna dayalı bir eklemeli imalat yöntemi olan ergiyik filament fabrikasyonu (EFF), mühendislikten tıbba kadar çeşitli alanlarda geniş bir kullanım alanı bulmuştur. 3 boyutlu (3B) baskı teknolojisi olarak da bilinen bu yöntem, tasarım esnekliği, maliyet etkinliği ve malzeme israfını azaltma gibi önemli avantajlar sunmaktadır. Bu teknoloji, geleneksel üretim yöntemlerine kıyasla daha karmaşık ve özgün tasarımların oluşturulmasına olanak tanıyarak, özellikle otomotiv, havacılık ve biyomedikal mühendislik gibi sektörlerde yenilikçi çözümler sunmaktadır. Ayrıca, hızlı prototipleme yetenekleri sayesinde tasarım süreçlerini hızlandırarak üretim döngülerini kısaltmaktadır. Son yıllarda 3B yazıcı teknolojilerindeki hızlı ilerlemeler, endüstriyel üretim süreçlerinde devrim yaratarak, daha hafif ve dayanıklı yapıların geliştirilmesine olanak sağlamıştır. Bu bağlamda, biyobozunur bir termoplastik polimer olan polilaktik asit (PLA) kullanılarak EFF yöntemiyle üretilen kafes yapılar, yenilikçi tasarımları ve çok yönlü uygulama potansiyelleriyle dikkat çekmektedir. Kafes yapılar, malzeme kullanımını optimize ederek yüksek performans ve düşük ağırlık 8 gereksinimlerini karşılamak üzere tasarlanmıştır. Özellikle araç gövdeleri, çarpışma enerjisi emilimi için tasarlanmış yapılar ve biyomedikal implantlar gibi kritik alanlarda başarılı sonuçlar elde edilmiştir. Bununla birlikte, EFF ile üretilen kafes yapıların mekanik özelliklerinde görülen belirsizlikler, bu yapıların tasarım ve üretim süreçlerini etkileyen önemli bir faktör olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu çalışma, PLA kullanılarak EFF yöntemiyle üretilen tek kafes hücrelerinin çekme testi altındaki mekanik özelliklerindeki belirsizlikleri incelemeyi amaçlamaktadır. Araştırmada, üretim maliyetlerini minimize etmek için tek kafes hücreli numuneler kullanılmış ve iki farklı numune tasarımı geliştirilmiştir. İlk tasarımda, yüksek mukavemetli yapıştırıcıyla sabitlenen hücreler, ikinci tasarımda ise PLA'dan üretilen bütünleşmiş fikstürler kullanılmıştır. Çekme testleri sırasında deformasyon davranışları kamera görüntüleriyle detaylı olarak analiz edilmiş ve mekanik özellikler üzerindeki olasılık dağılım fonksiyonları incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, farklı kafes türleri ve çubuk çaplarının mekanik özellikler üzerindeki etkilerini ortaya koymuş ve bu yapıların tasarım ve üretim süreçlerinde daha yüksek güvenilirlik ve performans elde edilmesine yönelik önemli bulgular sunmuştur. Özellikle otomotiv, havacılık ve biyomedikal alanlarda EFF ile üretilen kafes yapıların kullanımı, bu sektörlerin ihtiyaçlarına yönelik etkili çözümler sunarak dikkat çekmektedir. Araştırma sonuçları, EFF yönteminin gelecekte daha karmaşık ve dayanıklı yapıların geliştirilmesine olanak tanıyacak potansiyele sahip olduğunu göstermektedir. Böylelikle hem mühendislik hem de biyomedikal uygulamalarda, bu teknolojinin kullanımının artması beklenmektedir. EFF ile üretilen kafes yapıların mekanik özelliklerindeki belirsizliklerin anlaşılmasını sağlayarak, bu belirsizliklerin kontrol edilmesi ve optimize edilmesine yönelik yol gösterici bir kaynak oluşturmayı hedeflemektedir. Araştırma, endüstriyel uygulamalarda daha verimli, hafif ve dayanıklı çözümler geliştirilmesine katkıda bulunmayı amaçlamaktadır.
Elektron Alan Emisyonu Uygulamalarına Yönelik Vakum Dekompozisyonu Tekniği ile Silisyum Karbür Alttaş Üzerinde Karbon Nanoyapıların Sentezi ve Karakterizasyonu
(2024) Gürpınar, Erhan; Büke, Zarife Göknur
Grafen ve karbon nanotüp (KNT) gibi karbon nanoyapılar, özellikle dik hizalı üretildiklerinde, elektron alan emisyon katotlarında önemli bir potansiyele sahiptir. Bu yapıların üretiminde vakum dekompozisyon tekniği, karbon kaynağını doğrudan karbür tabanlı alttaşlardan sağlaması, reaktif gaz (ör. CH4) ve katalizör kullanımına ihtiyaç duymaması gibi avantajlar sunar. Ayrıca karbonun biriktirme yerine dekompozisyon yoluyla oluşturulması, alttaş ile güçlü bir arayüz sağlar. Ancak, bu teknikle yapılan çalışmalar sınırlı sayıda grup tarafından tekrarlanabilmiştir. Hassas proses koşulları, karbür tabanlı alttaşın özellikleri, ortam atmosferi, deneysel altyapı farklılıkları ve malzeme karakterizasyon yöntemlerindeki analizlerdeki farklılıklar gibi sebeplerden ortaya çıkmaktadır. Bu çalışma, silisyum karbür (SiC) alttaş üzerinde karbon nanoyapıların vakum dekompozisyon yöntemiyle sentezi ve karakterizasyonuna odaklanmaktadır. Proses parametrelerinin (sıcaklık, süre, karbür yüzeyi vb.) etkilerinin çapraz doğrulama yoluyla incelenmesi ve literatürde araştırılmamış proses atmosferlerinin (vakum, CH4, N2, CO2) oluşan yapılara etkisinin araştırılması hedeflenmiştir. Elde edilen numunelerin elektrik alan emisyonundaki potansiyeli de değerlendirilmiştir.
Müon Çarpıştırıcılarında İkinci Aile Bağlantılı Yüklü Vektör-benzeri Leptonların Aranması
(TOBB ETÜ, 2024) Başpehlivan, Feyza; Akay, Ahmet Nuri; Sultanov, Saleh
Vektör benzeri leptonlar (VBL), E6 Büyük Birleşim Teorisi ve Çeşni Demokrasisi Hipotezi kapsamında öngörülmektedir ve Standart Model'deki (SM) kütle hiyerarşisi gibi sorulara cevap verebilir. Müon çarpıştırıcıları, ulaşılabilir kütle merkezi enerjisi, ışınlık ve hassasiyet açısından VBL'lerin tespitinde avantaj sağlayabilir. LEP deneylerinde yüklü VBL'lerin kütle sınırı 101,2 GeV olarak belirlenmiştir. Bu tezde, ikinci SM ailesi leptonlarıyla bağlantılı yüklü VBL'lerin 3-6-10-14 TeV kütle merkezi enerjilerine sahip müon çarpıştırıcılarında gözlenme olasılıkları, tesir kesitleri hesaplanarak incelenmiştir. Çift üretimde kinematik limit civarındaki kütlelere kadar (1,5-3-5-7 TeV), tek üretimde ise karışım açısı değeri 0.0035'ten büyükse kütle merkezi enerjisine yakın kütlelere kadar 2. nesil yüklü VBL'lerin araştırılabileceği sonucuna varılmıştır. Tek üretimde VBL'lerin tespiti durumunda karışım açısı 0.0035'ten büyükse belirlenebilecektir. Müon çarpıştırıcılarında çift üretim için 6-10-14 TeV kütle merkezi enerjili seçenekler ve tek üretim için ele alınan tüm kütle merkezi enerjilerinde yüklü VBL kütlesinin LHC'de ulaşılan kütle limitlerinin çok daha üzerine kadar taranabileceği görülmüştür.
Development of 2D Organic-Inorganic Hybrid Perovskite Transition Metal Dichalcogenide Heterostructured Optical Absorption Layers
(TOBB ETÜ, 2024) Yılmaz, Alp; Yeltik, Aydan
P-n diyot yapısına sahip yüksek performanslı fotodedektör uygulamalarının geliştirilmesi için absorpsiyon katmanı olarak uygun yarıiletken malzemelerin seçilmesi ve bunların özelliklerinin geliştirilmesi gerekmektedir. Özellikle son yıllarda iki boyutlu (2B) organik-inorganik hibrit perovskit (OHP) tek kristal ve geçiş metali dikalkojenitler (TMD) üstün optik ve elektronik özelliklere sahip olmalarından dolayı diyot uygulamalarında öne çıkmaktadırlar. Fakat literatürde yer alan çalışmalarda çeşitli p-n diyot yapısına sahip OHP/TMD heteroyapılarında gerçekleşen fotofiziksel süreçler detaylı şekilde ortaya konulmaya çalışılsa da, hala bu bilgiler arasında uyumsuzluklar olmakla beraber henüz açıklanamayan süreçler de bulunmaktadır. Bu tez kapsamında, BA2MAPb2I7/MoS2, BA2PbBr4/MoS2 ve BA2PbI4/MoS2 heteroyapılar ilk defa üretilmiş ve fotofiziksel süreçlerin incelenmesi için sistematik ölçümler gerçekleştirilmiştir. Öncelikle yığın 2B RP OHP ve tek katmanlı MoS2 tek kristalleri sırasıyla, çözelti bazlı kristal büyütme ve kimyasal buhar biriktirme (CVD) yöntemleri kullanılarak sentezlenmiştir. Ayrıca, milimetreler mertebesinde geniş yüzey alanına sahip tek katmanlı MoS2 filmin cam destekli CVD yaklaşımı kullanılarak sentezlenmesi üzerine çalışmalar yürütülmüştür. Ardından mekanik eksfoliasyon yöntemi kullanılarak, SiO2/Si alttaş yüzeyinde onlarca nanometre mertebesinde düşük kalınlıklara sahip 2B RP OHP tek kristaller üretilmiştir. Düşük kalınlıklardaki tek kristaller, polimer bazlı PPC/PDMS damga yöntemiyle tek katmanlı MoS2 üzerine transfer edilerek heteroyapılar oluşturulmuştur. Buna göre, üretilen BA2MAPb2I7/MoS2 heteroyapılardaki perovskit PL yoğunluğu, heteroyapı bölgesinin dışındaki perovskit PL yoğunluğuna kıyasla birkaç kata kadar önemli ölçüde daha düşüktür. Ek olarak, BA2PbBr4/MoS2 ve BA2PbI4/MoS2 heteroyapılarında MoS2 PL yoğunluğunun, heteroyapı bölgesinin dışındaki MoS2 PL yoğunluğuna kıyasla birkaç kata kadar önemli ölçüde daha düşük olduğu gözlemlenmiştir. Bundan dolayı, üretilen heteroyapıların tip-II heteroeklem konfigürasyonu özellikleri sergiledikleri sonucuna varılmıştır. Üretilen BA2MAPb2I7/MoS2 heteroyapılarda, perovskit katmanının PL yoğunluğu, yük transferinden kaynaklanan sönümleme etkisi nedeniyle belirgin şekilde azalmaktadır. Özellikle heteroyapı bölgesinde MoS2 yapısının emisyon spektrumunda PL tepe noktasının 678 nm dalgaboyu değerinden 682 nm'ye kırmızı kayma yapması emisyon spektrumunda negatif trionların baskınlığını göstermekte ve heteroyapı içinde yük transferinin kanıtını sağlamaktadır. Buna ek olarak, perovskit tabakanın kalınlık değerine bağlı olarak fotofiziksel süreçlerin değişimi incelenmiştir. Sonuç olarak, kalınlık değerinin 10 nm altına düşmesiyle, PL sönümleme etkisinin önemli derecede arttığı, perovskit tabakanın PL spektrumunun yaklaşık olarak tamamının sönümlendiği gözlemlenmiştir. Bunun nedeni ise foton geri dönüşüm etkisinden dolayı kalınlık değeri arttıkça yük transfer sürecinin zayıflaması olarak belirtilmiştir. Diğer taraftan, bazı heteroyapılarda ise PL şiddetinin 8 kata kadar önemli derecede arttığı da gözlemlenmiştir ve arkasında yatan sebebin enerji transferi olabileceği öngörülmüştür. Buna ek olarak, üretilen BA2PbBr4/MoS2 ve BA2PbI4/MoS2 heteroyapılarda ise IX emisyon spektrumunun varlığı incelenmiş ve 532-1950 nm dalgaboyu değerleri arasında gözlemlenememiştir. Ayrıca, BA2MAPb2I7/MoS2 heteroyapısında olduğu gibi BA2PbBr4/MoS2 ve BA2PbI4/MoS2 heteroyapılarında da perovskit tabakanın kalınlık değerinin azalması ile MoS2 emisyon spektrumunda PL sönümleme etkisinin 12 kata kadar arttığı gözlemlenmiştir.
Elektromanyetik Kalkanlama Uygulamalarına Yönelik Epoksi Matrisli Nanokompozitlerin Geliştirilmesi ve Karakterizasyonu
(TOBB ETÜ, 2023) İnceci̇k, Begüm Beri̇l; Büke, Zari̇fe Göknur
İkinci Dünya Savaşı süreci ve sonrasında gelişen teknoloji, elektronik cihazların kullanımı, artan radyo dalga yayınları, transistörler, mikroişlemci gibi sistem ve ekipmanlar frekans spektrumunu genişletmiş ve cihazların çalışmalarında beklenmedik problemler ortaya çıkmaya başlamıştır. Bu problemlerin istemli ve istem dışı olarak cihaz ve sistemlerden yayılan elektromanyetik alanların girişiminden kaynaklandığı öngörülmüştür. Bunlar üzerine Uluslararası Elektroteknik Komisyonu (IEC), Elektromanyetik Girişim (EMG) problemi üzerinde çalışması için Uluslararası Radyo Girişimi Özel Komitesini (CISPR) görevlendirmiştir. 1979'da Federal İletişim Kurulu'nun (FCC) kurulmasıyla, Elektromanyetik Girişimin tanımlanması ve konu ile ilgili standartlar, regülasyonlar oluşmaya başlamış, Elektromanyetik Uyumluluk (EMU) ölçütlerinin belirlenmesi hızlanmıştır. Günümüzde ICNIRP, ANSI, IEEE, ASTM ve WHO gibi kuruluşların da üzerinde çalışmakta olduğu EMG Kalkanlama/EMU konusu hem cihaz ve ekipmanların servis süresi boyunca operasyonlarını başarılı bir şekilde yürütmesi açısından hem de insan ve diğer biyolojik türlerin sağlığının korunması açısından önem arz etmektedir. Bu sebeple, uluslararası standardizasyonlar ve yönetmeliklerle kontrol edilmektedir. Ülkemizde konu ile ilgili düzenlemeleri ve sınır değerleri Bilgi Teknolojileri ve İletişim Kurumu (BTİK) yönetmeliklerle ve Milli Monitör Sistemi (MMS) ile takip etmektedir. BTİK tanımına göre EMG terimi her türlü sistem/cihaz faaliyetini engelleyen, haberleşmede kesinti doğuran veya kalitesini bozan her türlü yayın veya elektromanyetik etkiyi ifade eder. EMU testleri ve testler sonucu cihazın ortamda herhangi bir girişime sebep olmaması konusunun belirlenmesi, CE sertifikasının bulunması gibi hususlar telekomünikasyon ürünleri başta olmak üzere cihaz, ekipmanlar ve sistemler için elzemdir. Havacılık, Uzay ve Savunma Sanayiinde ise Elektromanyetik Girişimi Kalkanlama hususu hayati önemdedir. Elektronik bileşenleri içeren ürünlerin, devrelerin, özellikle hassas güdüm sistemlerinin, algılayıcı ve eyleyicilerini doğal, yapay, dolaylı ya da uluslararası unsurlardan kaynaklanan kasti elektromanyetik etkileşimlere karşı korumak oldukça kritiktir. Bu kapsamda EMG Kalkanlama Etkinliği (EMG KE) yüksek kompozit malzemeler, katkı malzemeleri ve prosesler geliştirmek malzeme teknolojileri alanında temel hedeflerdendir. Bu tez çalışmasında Elektromanyetik Kalkanlama Uygulamalarına Yönelik Epoksi Matrisli Nanokompozitlerin Geliştirilmesi ve Karakterizasyonu üzerinde çalışılmıştır. Materyal ve yönteme gelince, Grafen kapsüllü Nikel (GNi) parçacıklar Plazma Destekli Döner Aksamlı Kimyasal Buhar Çöktürme (PDDAKBÇ) yöntemi ile sentezlenmiştir. Parçacıkların karakterizasyon süreçlerinden sonra, elde edilen GNi yapılar epoksi matrise katkılanmıştır. Nanokompozit yapı elde edilmiş ve test kuponları imal edilmiştir. Farklı katkılama yüzdelerinde hazırlanan test kuponlarının Kalkanlama Etkinlikleri (KE) ölçülmüştür. Grafen kapsülasyonu sayesinde nikel tozların kalkanlama etkinliği aynı katkılama yüzdelerinde iyileşmiştir. KE ölçümleri 1,5 Ghz-10 GHz frekans aralığı için ASTM D4935 Düzlemsel Malzemelerin Elektromanyetik Ekranlama Etkinliği test yöntemi ile yapılmıştır. GNi tozların Savunma Sanayi uygulamaları için epoksi matrisli nanokompozit malzemelerde EMG Kalkanlama uygulamalarında kullanım potansiyeline sahip olduğu gösterilmiştir. Bu tez çalışması TÜBİTAK 1003 programı kapsamında 118F491 kodlu proje ve 118F492 kodlu alt proje ile desteklenmiştir.
Optoelektronik Uygulamalara Yönelik İki Boyutlu Metal Halojenür ve Geçiş Metali Dikalkojenit Malzemelerin Üretimi ve İncelenmesi
(TOBB ETÜ, 2023) Taşdelen, Habi̇p Günalp; Yelti̇k, Aydan
Optoelektronik cihaz performansını Moore yasasının ölçeklendirme sınırlarının ötesine ulaştırmak için yeni malzemelere ve cihaz mimarisine dayalı teknolojilere ihtiyaç vardır. Atomik boyuttaki ince yapıları ve oluşan kuantum hapsetme etkileri sebebiyle iki boyutlu (2B) yarıiletken malzemeler, yüksek yüzey-hacim oranı, geniş optik soğurma bant aralığı ve yüksek yük mobilite değeri gibi önemli yapısal ve elektronik özelliklere sahip olabilmektedir. Tez kapsamında, optoelektronik uygulamalar açısından önemli sonuçlar verme potansiyeline sahip metal halojenür 2B bizmut triiyodür (BiI3) ve geçiş metali dikalkojenit tek katmanlı 2B molibden disülfür (MoS2) malzemelerin yüksek kristallikte ve geniş alanlı üretimleri yapılmıştır. Malzemelerin sentezi aşamasında fiziksel buhar taşınımı, altın katman destekli eksfoliasyon ve kimyasal buhardan biriktirme yöntemleri kullanılmıştır. Malzemelerin ayrıntılı yapısal ve optik incelemeleri optik görüntüleme, taramalı elektron mikroskopisi/enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi, X-ışını difraktometrisi, atomik kuvvet mikroskopisi, 3B lazer taramalı eş odaklı mikroskopi, optik absorpsiyon spektroskopisi, Raman spektroskopisi ve fotolüminesans (PL) spektroskopisi yöntemleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Her iki malzemenin de yüksek kristallik özelliklerinin ortaya çıkarılmasının yanı sıra dolaylı enerji bant yapısından doğrudan bant yapısına geçtiği PL ve Raman analizleri ile gösterilmiştir. BiI3 nanokristalleri onlarca mikron geniş yanal alanlı, 10 nanometrenin altında kalınlıkta katmanlı yapıda ve kristallik özelliklerini koruyacak şekilde üretilebilmiştir. BiI3 nanokristallerde kalınlığa bağlı olarak 576 nanometreye kadar PL kayması gözlenmiştir. Ayrıca, büyütme basıncı, sıcaklığı ve sürenin kristal büyümesine etkileri incelenerek 25 Torr, 290 oC ve sıfır dakika bekleme süresinin ince kristal oluşumu için optimum koşul olduğu görülmüştür. Diğer taraftan, MoS2 nanokristalleri tek katman kalınlığında (0.64 nm) ve onlarca mikron geniş yanal alanlı olarak sentezlenmiştir. Ayrıca, santimetre boyutunda tek katman MoS2 filmler de bu tez çalışmasında üretilmiştir. Raman modları arasındaki farkın üçgensel prizma kristaller ve film için sırasıyla 21.14 ve 19.66 cm-1 olduğu gösterilerek tek katman üretimi teyit edilmiştir. PL tepe noktalarının ise sırasıyla 680 ve 645 nm olduğu analizler sonucunda ortaya çıkarılmıştır. Tez kapsamında, bir veya birden fazla katmanlı yapıdaki 2B metal halojenür ve geçiş metali dikalkojenit nanoyapıların üretilmesi ve detaylı incelemelerinin yapılması ile bu malzemelerin yapısal ve optik özelliklerine dair bilgi havuzuna katkı sağlanmıştır.
Plazma Destekli Kimyasal Buhardan Çöktürme Metodu ile Grafen Kapsüle Edilmiş Metalik Tozların Sentezi ve Karakterizasyonu
(TOBB ETÜ, 2023) Çakir, Deni̇z; Büke, Zari̇fe Göknur
Grafen-Cu kompozitler, bakıra göre geliştirilmiş özelliklere sahip olmaları nedeniyle çeşitli endüstrilerde potansiyel uygulamalara sahiptir. Grafen-Cu kompozitlerin sentezlenmesi için yaygın olarak kullanılan yöntemler, Hummer metodu ve türevleriyle grafen yaprakçıklarının Cu tozlarıyla karıştırılması, presleme ve sinterleme işlemleridir. Ancak, bu yöntemlerde grafen yaprakçıklarının morfolojisinin kontrolü ve homojen dağılımın sağlanması zorluklar oluşturabilmektedir. Son zamanlarda, bakır tozlarının çeşitli yöntemlerle grafen ile kaplanması üzerine çalışmalar yapılmıştır. Bu çalışmalar arasında, endüstriyel uygulamalara uygun bir yöntem olarak Kimyasal Buhar Biriktirme (KBÇ) yöntemi öne çıkmaktadır. Ancak, KBÇ yöntemiyle Cu tozlarının grafen ile kaplanması, yüksek sıcaklık gerektiren hidrokarbon parçalanması nedeniyle zorluklar içermektedir. Bu tez çalışması, düşük sıcaklıkta plazma destekli KBÇ (PDKBÇ) yöntemi kullanılarak grafen ile kaplanmış bakır (Grafen-Cu) tozlarının geliştirilmesi üzerine odaklanmaktadır. Bu kaplanmış tozlar kullanılarak Grafen-Cu kompozitlerin üretimi gerçekleştirilmiş ve bu kompozitlerin mekanik ve termal özellikleri araştırılmıştır. Oluşturulan Grafen-Cu kompozitlerin yapısal, mekanik ve termal özellikleri karakterizasyon yöntemleri kullanılarak belirlenmiştir. Bu yöntemler, kompozitlerin mikroyapısını ve grafen dağılımını değerlendirmek amacıyla kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar, düşük sıcaklıkta PDKBÇ yönteminin başarılı bir şekilde kullanılarak homojen Grafen-Cu kompozitlerinin üretilebildiğini göstermektedir. Grafen varlığının oluşan kompozit mikroyapısı üzerinde etkisi araştırılmış ve grafen varlığında elde edilen yapılarında daha küçük tane boyutları ve azalmış gözenek miktarı gözlemlenmiştir. Mekanik testler, grafen varlığının kompozitin akma dayanımını ve elastik özelliklerini artırdığını göstermiştir. Termal testlerde ise grafen kaplamasının kompozitin termal difüzivite değerlerini artırdığı tespit edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, kompozitlerin mikroyapısıyla ilişkilendirilerek iyileşme mekanizmaları incelenmiştir. Bu çalışma, grafen takviyeli bakır kompozitlerin üretim yöntemlerinin geliştirilmesine ve bu kompozitlerin potansiyel uygulamalarda kullanılabilmesine katkı sağlamaktadır.
Çarpisma Bölgesi Simülasyonu Yapilarak Parçacik Çarpistiricilarinin Olasi Çarpisma Verimliliginin ve Sürdürülebilirligin Belirlenmesi
(TOBB ETÜ, 2022) Dağlı, Burak; Sultansoy, Saleh
İlk örnekleri 1960'larda kurulan parçacık çarpıştırıcılarının yüksek enerji fiziği araştırmalarındaki önemi katlanarak artmaktadır. 1970'lerden itibaren Standart Modelin öngördüğü ağır fermiyonlar (c-kuark, t-kuark ve tau-lepton), ara bozonlar (gluon, W, Z ve Higgs bozonu) parçacık çarpıştırıcılar sayesinde keşfedilmiştir. Parçacık çarpıştırıcıları çarpışan parçacıklar açısından üç türe ayrılabilir: lepton, hadron ve lepton-hadron. Çarpıştırıcılara tasarımlarına göre bakıldığında ise dairesel, doğrusal ve linak-halka olmak üzere üç farklı seçenek mevcuttur. Yüksek enerji fiziği açısından çarpıştırıcılarının en önemli parametreleri kütle merkezi enerjisi ve ışınlıktır. Bununla birlikte kontrol altında tutulması gereken çok sayıda demet parametreleri vardır. Bunların en önemlileri halkadaki demet için demet-demet ayar kayması ve linaktaki demet için bozulmadır. TOBB ETÜ YEF grubu tarafından geliştirilen AloHEP yazılımı farklı tip ve türlerdeki çarpıştırıcıların ana parametrelerini hesaplamaya imkân sağlamaktadır. Çarpıştırıcı önerilerinde bulunan çeşitli yayınlardaki demet parametreleri AloHEP yazılımına girilerek analitik ve numerik hesaplamalar ile çarpıştırıcıların temel parametreleri elde edilmiş ve bazı yayınlarda verilen değerlerin yanlış olduğu görülmüştür. Bu durumun önüne geçmek için önerilen çarpıştırıcıların parametreleri öncelikle AloHEP yazılımıyla denenerek temel parametreleri kontrol edilebilir ve böylece daha gerçekçi tasarımların ortaya konulması sağlanabilir.
Uçucu Kül Esasli Aerojel Hazirlanmasi ve Organik Moleküllerin Adsorpsiyonu Uygulamalarinin Arastirilmasi
(TOBB ETÜ, 2022) Bedir, Esra; Durmuş, Hatice Duran
Termal enerji santrallerinde yan ürün olarak her yıl milyonlarca ton uçucu kül açığa çıkmaktadır. Bu uçucu küller havaya ve sulara karışarak içerdiği zararlı bileşenlerden dolayı başta canlılar olmak üzere tüm ekosistemi tehdit etmektedir. Fakat içerdiği zararlı bileşenlerin yanında yüksek oranda silika barındırmaktadır. Bu özelliğinden yararlanılarak uçucu kül geri dönüştürülüp hem içindeki silika bileşeni özütlenip kullanılabilir hale getirilirken hem de karbon ayak izi önemli ölçüde azaltılmış olmaktadır. Bu özütlenen silika bileşeni aerojel üretiminde kullanılan pahalı öncüllerin yerine geçmektedir. Silika aerojel malzeme başta olağanüstü yüksek yüzey alanı olmak üzere düşük yoğunluk, düşük termal iletkenlik vb. özellikleri sayesinde uzay araştırmalarında, mikro-elektronikte, akustikte, lazer deneylerinde, optikte, tıpta ve su arıtma uygulamalarında kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında ise aerojel malzemenin adsorpsiyon özelliğinden yararlanılarak atık sulardaki tekstil boyar maddelerin uzaklaştırılması amaçlanmıştır. Metil oranj (MO) ve ksilen oranj (XO) gibi anyonik boyalar tekstil endüstrisinde yaygın olarak kullanılmakta olup içme sularına karışmasıyla birlikte (toksik, kanserojen ve alerjenik) insan hayatını tehdit eden kimyasallardır. Tüm bu sebeplerden dolayı bu çalışmada suya karışan MO ve XO boyalarını sudan %90'ın üzerinde verimle kısa sürede (30 dakikadan az) uzaklaştırmak amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda ucuz bir kaynak olan uçucu külden silika bileşeni özütlenerek aerojel malzeme için öncül oluşturulmuştur. Oluşturulan bu öncülden ortam basıncı kurutma yöntemiyle 810 m2 g-1 yüzey alanına sahip aerojel başarılı bir şekilde üretilmiştir. Aerojel malzemeye silanlama (tri amino propil tri etoksi silan, APTES) yöntemi ile protonlanabilir amin gruplarının kaplaması yapılarak MO ve XO gibi anyonik boyaların aerojel adsorbana elektrostatik etkileşimle tutunabilirliği artırılmıştır. Yapılan deneylerde çok düşük miktarda kullanılan APTES kaplı aerojel adsorbanın hem MO hem de XO boyasını sudan %100 uzaklaştırdığı saptanmıştır. Tüm bunlara ek olarak adsorbanın tekrar kullanılabilirliğini ölçmek için 10 döngü adsorpsiyon-desorpsiyon deneyi yapılarak test edilmiştir. 10. döngüde MO boyanın %83'ü sudan uzaklaştırılırken XO boyanın %88'i uzaklaştırılmıştır. Bu çalışmanın bir diğer avantajı ise boya tutma işleminin 5 dakikadan kısa bir sürede gerçekleşmiş olmasıdır.
Tandem Perovskit Foto-elektrokimyasal Güneş Pilleri için Elektron ve Boşluk Taşıyıcı Tabakaların Geliştirilmesi
(TOBB ETÜ, 2022) Coşkun, Özlem; Sankır, Nurdan Demirci
Günümüzde teorik verim limitlerine yaklaşmış olan tekli yapıdaki güneş pillerinin verimlerinin arttırılması ve gelen güneş ışığından daha fazla faydalanabilmesi adına tandem yapı olarak adlandırılan ikili güneş pilli mimarisi geliştirilmiştir. Bu yapılar ile farklı yasak enerji bant aralığına sahip iki ayrı güneş pili birleştirilerek farklı dalga boylarındaki ışık soğurulabilmekte ve böylelikle daha fazla verim elde edilmektedir. Foto-elektrokimyasal güneş pilleri ise gelen güneş ışığından faydalanarak suyun ayrıştırılması ile hidrojen elde edilen sistemlerdir. Bu anlamda hidrojen eldesi sırasında daha fazla akım üretmek adına tandem yapılarda kullanılmaktadır. Elektron taşıyıcı, perovskit ve boşluk taşıyıcı katmanlardan oluşan perovskit güneş pilleri bu anlamda tandem yapılar için ideal konuma gelmektedirler. Perovskit malzemeler, inorganik-organik hibrit yapıda üretilebilen, kolay üretim yöntemleri ile ince filmleri oluşturulan, yüksek soğurma katsayısına ve kontrol edilebilir yasak bölge enerji aralığına sahip olan yarıiletkenlerdir. Genellikle perovskit tabaka, elektron ve boşluk taşıyıcı katmanlar arasına yerleştirildiği sandviç yapı adı verilen güneş pili yapısı tercih edilmektedir. Bu yüzden elektron ve boşluk taşıyıcı katmanların opto-elektronik özellikleri total pil verimine önemli ölçüde etki etmektedir. Elektron taşıyıcı tabaka olarak n-tipi, boşluk taşıyıcı tabaka olarak ise p-tipi malzemeler kullanılmaktadır. Bu katmanlar sayesinde sandviç yapının ortasında yer alan perovskit malzemede ışık etkileşimiyle oluşan elektron-boşluk çifleri birbirinden ayırılarak elektron ve boşluk taşıyıcı tabakalara difüz etmesiyle ve rekombine olma süreleri uzamaktadır. Bu da pil performansına olumlu yönde katkı sağlamaktadır. Literatürde elektron taşıyıcı tabaka olarak TiO2, oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu bağlamda hazırlanan tez kapsamında elektron taşıyıcı tabaka olarak TiO2'e kıyasla daha kolay ve maliyet etkin üretim yöntemlerine sahip olan çevre dostu malzeme olan ZnO kullanılması konusu araştırılmıştır. ZnO elektron taşıyıcı tabaka, kimyasal banyo yöntemi ile üretilerek farklı morfolojilerde ince filmler elde edilmiş ve bu morfolojilerin performans kıyasları yapılmıştır. Üretilen ZnO nano çiçek nano yapılı güneş pilinin performansın iyileştirilmesi amacıyla kimyasal banyo solüsyonun pH optimizasyonu yapılmıştır. Perovskit tabaka olarak kararlılığı yüksek olan tamamen inorganik yapıdaki CsPbBr3 kullanılmıştır. Diğer katmanların pil performansına etkisi araştırılması adına perovskit katman sabit tutulmuştur. Boşluk taşıyıcı tabaka olarak ise CuI ve karbon ince film kullanılmıştır.
Tek Aşamalı Sprey Kaplama Yöntemi ile Saydam ve Yüksek Dayanımlı Süperhidrofobik Cam Yüzeylerin Oluşturulması
(TOBB ETÜ, 2021) Gültaktı, İbrahim Emre; Büyükserin, Fatih
Süperhidrofobik yüzeyler 150º'nin üzerinde su değme açılarına ve düşük kayma açılarına sahip yüzeyler olarak bilinir. Süperhidrofobik yüzeyler ıslanmama ve kendi kendini temizleme özelliklerinden dolayı endüstriyel uygulamalarda büyük ilgi görseler de düşük ışık geçirgenliği ve düşük dayanımlarından dolayı endüstride hala aktif olarak kullanılamamaktadır. Özellikle sprey kaplama gibi kolay uygulanabilir yöntemlerle yüksek ışık geçirgenliğine ve yüksek dayanıma sahip süperhidrofobik cam yüzeyler elde etmek hem endüstriyel uygulamalar için hem de literatürde en yaygın problemlerdendir. Bu çalışmada gelişmiş imalat yöntemleri kullanılmadan, tek aşamalı sprey kaplama yöntemi ile geniş alanlara ekonomik olarak uygulanabilir, ucuz, saydam, yüksek dayanımlı cam yüzeylerin oluşturulması amaçlanmıştır. Süperhidrofobik yüzeyler elde etmek için iki ana nokta vardır. Birincisi, yüzey mikro-nano pürüzlülüğünü arttırmak, ikincisi ise yüzey enerjisini azaltmaktır. Bu nedenle, bu tezde, yüzey pürüzlülüğünü arttırmak için küresel silika nanoparçacıklar (Si NPs) ve yüzey enerjisini azaltmak için ODTS ve PDMS kullanılmıştır. Tezin ilk bölümünde Stöber yöntemi ile farklı boyutlarda silika nanoparçacıklar sentezlenmiştir. Sentezlenen silika nanoparçacıkların boyutları NH4OH, DIW, TEOS gibi öncü kimyasalların miktarları değiştirilerek ayarlanmıştır. Ayrıca santrifüj ve kurutma işlemlerinin silika nanoparçacıklar üzerindeki aglomerasyon mekanizmaları detaylıca incelenmiştir. Tezin ikinci bölümünde, farklı boyutlarda sentezlenen silika nanoparçacık içeren solüsyonların spreylenmesiyle oluşturulmuş cam yüzeylerin ışık geçirgenliği, su temas açısı ve kayma açısı incelenmiştir. Ayrıca silan mofiyeli silika nanoparçacıkların farklı miktarlarda spreylenmesiyle oluşturulmuş cam yüzeylerin ışık geçirgenlikleri, su değme açısı ve kayma açısı incelenmiştir. Tezin son bölümünde, PDMS/Si NPs tabanlı cam numuneler üretilmiştir. Spreylenen solüsyondaki silika nanoparçacık ağırlık yüzdesi ve solüsyondaki PDMS/Si NPs ağırlık oranları değiştirilerek üretilen cam yüzeylerin dayanımı, ışık geçirgenliği, su değme ve kayma açıları incelenmiştir. Çalışmalarımız, literatürde ilk defa herhangi bir silan modifikasyonu içermeyen ortalama 40 nm hidrodinamik çapa sahip Si NP'ların, seyreltik PDMS çözeltileriyle tek aşamalı olarak cam yüzeylere spreylendiğinde, %70 üzerinde ışık geçirgenliğine, 160° üstünde su değme açılarına ve farklı aşındırma testlerine karşı yüksek dayanım sağladığını göstermiştir.
Fotoelektrokimyasal Sistemler için İleri Malzemeler Geliştirilmesi: Üretim, Karakterizasyon ve Sistem Entegrasyonu
(TOBB ETÜ, 2022) Kumtepe, Alihan; Sankır, Mehmet
Geleneksel bataryalarda depolama, statik katı elektrotta gerçekleşmektedir. Depolama kapasitesinin elektrotların hacmi ile doğru orantılı olması nedeniyle enerji depolama kapasitesi sınırlıdır. Enerjinin sıvı elektrolitlerde depolandığı redoks akış bataryaları ise büyük ölçekli enerji depolama kapasitesine sahiptir. Depolama kapasitesi, elektrolit hacmi, konsantrasyonu ve redoks çiftlerinin çeşidi ile, güç yoğunluğu ise elektrot alanı ve akım yoğunluğuyla belirlenmektedir. Esnek tasarım, yüksek verimli ve uzun ömürlü olması gibi özellikleri redoks akış bataryasını önemli bir depolama yöntemi yapmaktadır. Günümüze kadar birçok farklı redoks çiftleri üzerinde çalışmalar yapılmakla birlikte, bunlardan en dikkat çekeni vanadyum redoks akış bataryası olmuştur. Diğer redoks çiftlerinin aksine, anolitte ve katolitte aynı türden redoks çiftlerinin (V2+-V3+ ve V4+-V5+) kullanılması birçok avantajı beraberinde getirmektedir. Vanadyum redoks akış bataryaları genellikle güneş enerjisini depolamak için kullanılmaktadır. Güneş enerjisinin dönüşümünün ve depolamasının farklı sistemlerde gerçekleşmesi maliyeti arttırmakta, ayrıca sistemi kompleksleştirerek düşük verimli entegrasyon sorunu oluşturmaktadır. Bu soruna istinaden, güneş enerjisinin dönüşümü ve depolanmasının tek bir sistemde meydana gelmesi, enerji araştırma ve uygulamaları alanında ivme kazanan bir konu haline gelmiştir. Vanadyum redoks akış bataryalarının fotoelektrokimyasal hücre ile birleşimiyle, fotoelektrotun soğurduğu güneş ışığı elektrokimyasal enerjiye dönüştürülmektedir. Eş zamanlı olarak aynı sistemde kimyasal enerji formunda depolanabildiği görülmektedir. Bu kapsamda gerçekleştirilen tez çalışmasında ilk olarak, solar vanadyum redoks akış bataryalarına dar bant aralığına sahip ve toksik olmayan indiyum sülfür (In2S3) ve hibrit titanyum dioksit-indiyum sülfür (TiO2-In2S3) yarı iletkenleri entegre edilmiştir. TiO2 yarı iletkenin yoğun katmanı saçtırma, mezofor katmanı spin kaplama yöntemi ile üretilmiştir. In2S3 katmanı ise solüsyon temelli maliyet etkin bir yöntem olan ultrasonik sprey piroliz yöntemi ile üretilmiştir. Fotoelektrokimyasal testlerde maksimum performans 75 pas In2S3 fotoanot ile elde edilmiştir. TiO2 yapısı eklenmesi ile akım yoğunluğu değerlerinde artış görülürken vanadyum çözeltisinin asidik yapısına direnci artarak stabilite performansı gelişmiştir. Tez çalışmasının son bölümünde, solüsyon temelli kimyasal banyo yönetimi ile farklı morfolojideki üretilen ZnO ince filmlerin X-ışını soğurmasını ve atomlar arası bağ uzunlukları incelenmiştir. En yaygın metal oksit malzemelerden biri olan çinko oksit (ZnO); yüksek iletkenliği, toksik olmaması gibi birçok özelliğe sahip bir yarı iletkendir. Fotoelektrokimyasal hücrelerden ışık yayan diyotlara (LED) kadar birçok uygulamada kullanılmaktadır. Metal oksit malzemelerin elektronik ve kristal yapı özellikleri X-ışını soğurma spektroskopisi (XAS) ile ayrıntılı olarak belirlenmektedir. X-ışını gönderildiğinde, ışın madde içindeki atom tarafından soğurulmaktadır. Soğurma, atomun yapısına ve düzenine göre değişiklik göstermektedir. Soğurma sonrası çıkan spektrum malzemedeki atomların koordinasyon sayısı, komşu atomlar arasındaki mesafesi, kimyasal bağ yapısı gibi birçok özellik hakkında bilgi vermektedir. Bu bağlamda yapılan tez çalışması ile X-ışını soğurma verilerini analiz edilerek nano yapıdaki değişimin X-ışını soğurmasına etkisi belirlenmiş ve atomlar arası bağ uzunlukları karşılaştırılmıştır. ANAHTAR KELİMELER: Solar vanadyum redoks akış bataryası, İndiyum sülfür, Titanyum dioksit, Sprey piroliz, XAS, EXAFS, XANES
Peptitlerin Altın (au) {111}-yüzeyi ile Etkileşimlerinin İncelenmesi
(TOBB ETÜ, 2022) Özkaya, Didem; Ören, Ersin Emre
Proteinler ve peptitler, doğada yaşam için gerekli olan, metabolik reaksiyonları katalize etme, DNA replikasyonu, moleküler taşınım, yumuşak ve sert doku (kemik, diş) oluşumu da dahil olmak üzere çok çeşitli hayati işlevler ve süreçlerde yer alırlar. Günümüzde, protein ve peptitler biyonanoteknolojide inorganik malzemeler (Ag, SiO2, TiO2, Pd, Pt, grafene, hidroksiapatit, vb.) ile bütünleşmiş bir şekilde, biyosentez, biyoalgılayıcılar, ilaç taşınımı ve hedeflenmesi gibi çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. Burada, peptitlerin malzemelere spesifik olarak bağlanabilmeleri cihaz performanslarını etkilemektedir. Spesifik bağlanma peptitlerin amino asit sekanslarına ve dolayısı ile yapılarına bağlıdır. Günümüzde, inorganik malzemelere bağlanabilen peptitler doğadan esinlenerek ve/veya deneysel kombinatoryal seçim yöntemleri kullanılarak bulunmaktadır. Bu nedenlerle, inorganik malzemeler ile peptitler/proteinler arasındaki etkileşimlerin anlaşılması ve istenilen malzemeye özgü ve istenilen özelliklerde peptit/protein tasarımı teknolojik gelişim için çok önemlidir. Altın, iletken bir inorganiktir ve yüzey modifikasyonuna uygundur ve peptitlerle modifiye edildiğinde biyogörüntüleme, biyosensörler, kanser tedavisi ve ilaç taşınımı gibi pratik uygulamalarda kullanılabilir. Bu tez kapsamında, peptitlerin Au {111}-yüzeyi ile etkileşim mekanizmasını anlamak için atomistik modelleme yöntemleri (NAMD) kullanılmıştır. Yapılan çalışmalar ile altına bağlandığı bilinen peptitlerin bağlanma mekanizmaları ortaya çıkarılmış, buna ek olarak peptitlerin amino asit dizilimleri ve Au {111}-yüzeyleri ile bağlanma yapıları ve afiniteleri optimize edilerek peptit tasarlanmıştır.
Fcc-pp Çarpıştırıcılarında Vektör Benzeri Leptonların Aranma Potansiyeli
(TOBB ETÜ, 2022) Delialioğlu, Osman Emre; Sultanov, Saleh
Elektrozayıf ve güçlü etkileşmeleri birleştiren Standart Model (SM), temel parçacıklar ve etkileşmeleri ile ilgili çok sayıda deneysel sonucu doğru olarak yorumlamaktadır. Öte yandan Standart Model temel parçacıkların özellikleriyle ilgili bazı önemli soruları yanıtsız bırakır. Bu nedenle farklı Standart Model Ötesi modeller önerilmiştir. Bu modeller yeni parçacıkların ve etkileşmelerin varlığını öngörmektedir. Vektör benzeri kuarklar ve leptonlar önerilen parçacıklar arasında önemli bir yere sahiptir. Vektör benzeri kuarkların aranması ile ilgili ATLAS ve CMS deneylerinde detaylı çalışmalar yapılmakta iken, vektör benzeri leptonlar (VBL) için durum böyle değildir. Halbuki, parçacık fenomenolojisi açısından vektör benzeri kuarklar ve leptonlar aynı statüye sahiptir. Vektör benzeri kuarklar ve leptonları öngören iki kuvvetli argüman bulunmaktadır: Çeşni Demokrasisi ve iso-singlet kuarklar ile iso-doublet leptonların varlığını öngören E6 Büyük Birleşim Kuramı'dır. Bu tez kapsamında vektör benzeri leptonların proton-proton çarpıştırıcılarında aranması ele alınmıştır. Yüksek Işınlıklı Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda (HL-LHC: √𝑠 = 14 𝑇𝑒𝑉, ℒ𝑖𝑛𝑡 = 3 𝑎𝑏−1), Yüksek Enerjili Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda (HE-LHC: √s = 27 TeV, ℒint = 10 𝑎𝑏−1) ve Gelecek Dairesel Çarpıştırıcı proton-proton seçeneğinde (FCC-pp: √𝑠 = 100 𝑇𝑒𝑉, ℒ𝑖𝑛𝑡 = 20 𝑎𝑏−1) VBL'lerin üretim tesir kesitleri hesaplanmıştır. Vektör benzeri leptonların olası bozunum kanalları irdelenmiştir. 𝑝𝑝 → E+𝐸− + 𝑋 → 𝑒+𝑒−𝜇+𝜇−𝑏𝑏̅ + 𝑋 süreci göz önüne alınarak dışarlama, gözleme ve keşif için kütle limitleri belirlenmiştir. Bu sürecin seçilmesinin nedenleri: i) son durumun nötrino içermemesi sayesinde kayıp enerjiden kaçınabilmek, ii) aynı aileye ait birden fazla lepton ikilisi (çoklu-lepton) görülmemesi sayesinde de kombinatorik probleminden kurtulmaktır. Bu nedenler ayrıca SM'den gelen ardalanın azalmasını sağlayıp analizin daha hassas sonuçlar vermesini de sağlamaktadır. Bu süreçte leptonlardan birisi 𝑍𝑒 kanalına, diğeri 𝐻𝑒 kanalına bozunmaktadır. 𝑍 ve 𝐻 ise sırasıyla 𝜇+𝜇− ve 𝑏𝑏̅ 'ye bozunur. Karşılaştırma amaçlı FCC ile birlikte HL-LHC ve HE-LHC çarpıştırıcıları için de hesaplamalara yer verilmiştir. HL-LHC'de iso-singlet vektör benzeri yüklü leptonlar 595 GeV kütle değerine kadar, iso-doublet vektör benzeri yüklü leptonlar 930 GeV kütle değerine kadar; HE-LHC'de iso-singlet VBL'ler 1100 GeV değerine kadar, iso-doublet VBL'ler 1700 GeV'e kadar gözlenebilirken FCC bu kütle değerlerini iso-singlet için 2575 GeV ve iso-doublet için 4200 GeV değerine çıkartır. Iso-singlet (iso-doublet) keşif değerleri HL-LHC'de 460 (770) GeV, HE-LHC'de 875 (1400) GeV ve FCC'de 1975 (3400) GeV'dir.
Titanyum Dental İmplantlar için Gümüş Nanoparçacık Katkılı Hidroksiapatit Kaplamaların (agnp/hap) Üretimi, Uygulanması ve Karakterizasyonu
(TOBB ETÜ, 2021) Üçok, Arda; Tutumlu, Zeynep
Dental implant uygulamarında osseointegrasyon hızının arttırılması ve enfeksiyon riskinin azaltılması için gümüş nanoparçacık katkılı (AgNP) hidroksiapatit (HAP) nanoparçacıklar sentezlenmiş; sentezlenen kaplama malzemesi miktarının üç farklı bakteri türü (S. aureus, E. coli, S. mutans) üzerindeki antibakteriyel aktivitesi agar kuyucuk difüzyon ve agar disk difüzyon yöntemi ile incelenmiştir. Üretim protokolü hazırlanırken değiştirilen parametreler, DLS ve UV-Vis karakterizasyonları kullanılarak 60 nm boyutlarında, 0,088 PDI değerinde AgNP sentezi gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen AgNP+HAP parçacıklar Sprey Kaplama yöntemi kullanılarak grade 4 saflıkta temin edilen titanyum dental implantlara uygulanmıştır. İmplant malzemesi üzerindeki mikro yapı incelemeleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Tekrarlı gümüş nanoparçacık üretimi ile optimum değerlerde AgNP sentezi gerçekleştirilmiş, sentezlenen AgNP'nin HAP'a katkılanması sonucu antibakteriyel aktivite gösterilmiştir. Sentezlenen kaplama malzemesinin sprey kaplama yöntemi kullanılarak dental implant uygulamalarında kullanılmak üzere titanyum implantlara uygulanabilirliği tartışılmıştır.
Mühendislik Nanoparçacıklarının Canlı Sistemler Ve/veya Çevre ile Etkileşim Türlerinin ve Mekanizmalarının Sistematik Olarak İncelenmesi
(TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi, 2020) Yüce, Fatma Gözde; Durmuş, Hatice Duran
Son yıllarda, parçacıkların nanometre skalasında üretimleri artmıştır. Bu parçacıklar akademik ve endüstriyel alanlarda büyük ölçüde çalışılmakta ve nanoparçacık olarak isimlendirilmektedir. Nanoparçacıkların üretimi, gıda ürünlerinden kozmetik ürünlerine kadar çok geniş alanda kullanımı ve insanların nanoparçacıklara maruz kalma oranı günden güne artmış ve yaygınlaşmıştır. Bununla beraber çeşitli türlerdeki nanoparçacıkların üretimi ve uygulama alanlarında büyük bir artış görülmesine rağmen, bu parçacıklara maruz kalındıktan sonra etkilerini çalışan araştırmalar aynı oranda artış göstermesine rağmen, sistematik bir çalışma yapılmamasından dolayı aralarında bir fikir birliği oluşmamıştır. Buradan yola çıkarak, bu çalışmada, hücrelerle etkileşen çeşitli şekil, boyut ve türdeki oksit nanoparçacıkların in vitro ve in vivo toksisitelerinin sistematik bir şekilde incelenmesi amaçlanmıştır. Çalışmada ticari olarak satın alınan yalın haldeki titanyum dioksit (TiO2, E171) nanoparçacıkları, düzensiz şekil ve boyut dağılımına sahip yalın haldeki ve yüzeyleri amino propil silan (APTES) molekülüyle modifikasyonu gerçekleştirilen demir oksit (Fe3O4) nanoparçacıkları ve küresel şekil ve homojen boyut dağılımına sahip yalın haldeki ve yüzeyleri amino propil silan (APTES) molekülüyle modifikasyonu gerçekleştirilen demir oksit (Fe3O4) nanoparçacıkları kullanılmıştır. Bu nanoparçacıkların çözücü içerisinde dağılımları ve parçacık büyüklüğü hakkında genel bilgi edinmek için dinamik ışık saçılımı (DLS), yüzey morfoloji ve topografi analizleri için geçirimli elektron mikroskopisi (TEM), yüzey kimyasal yapısı ve yüzey modifikasyonlarının başarılı olup olmadığını analiz etmek için X-ray ışın spektroskopisi (XPS), kristal yapısı ve kristal özellikleri hakkında bilgi sahibi olmak için X-ışını kırınım spektroskopisi, yüzey alanı ve gözenek çapı analizi için Branauer- Emmet-Teller (BET), demir oksit nanoparçacıklarının manyetik özellik ve karakteristiğini belirlemek amacıyla titreşim numune manyetometresi (VSM) yöntemlerinden yararlanılarak fiziksel ve kimyasal özelliklerini belirlemek amacıyla sıralanan karakterizasyon işlemleri gerçekleştirilmiştir. Nanoparçacıkların toksik özelliklerinin belirlenebilmesi için hücre canlılık (MTT) ve oksidatif stres deneyleri gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla, küresel şekle ve homojen boyut dağılımına sahip nanoparçacıkların in vitro ortamda sitotoksisitesi insan epitel kolorektal adenokarsinoma (CaCo-2) hücre hattı kullanılarak 7,81-500 µg/ml konsantrasyonlarında MTT'leri değerlendirilmiştir. Daha sonra, IC50/2 ve IC50/4 konsantrasyonlarında oksidatif stres özellikleri incelenmiştir. Küresel şekle ve homojen boyut dağılımına sahip demir oksit nanoparçacıkların in vivo genotoksik etki ve yaşam özelliği toksisitesi incelenmesi için ise tatlı su tatarcığı Chironomus riparius larvaları kullanılarak kg sediment başına 1, 5, 10, 50 ve 100 mg nano-Fe3O4 konsantrasyonlarında deneyler gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonunda nanoparçacıkların başarılı bir şekilde yüzey modifikasyonu gerçekleştirilmiştir. Nanoparçacıkların fiziksel ve kimyasal özellikleri belirlenerek, in vivo ve in vitro deneyler yapılarak sistematik bir şekilde toksik özellikleri değerlendirilmiştir.
Güneş Pili Uygulamaları için Bakır İndiyum Sülfür Absorblayıcı Filmlerin Ultrasonik Sprey Isıl Ergime Yöntemi ile Üretimi ve Karakterizasyonu
(TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi, 2012) Aydın, Erkan; Sankır, Nurdan Demirci
CuInS2 ince filmler I-III-VI2 grubu elementlerinin oluşturduğu 1,5 eV direkt bant aralığına ve yüksek absorbsiyon katsayısına sahip kalkopirit kristal yapıda bir yarıiletkendir. Bu özellikleri sayesinde CuInS2 ince filmler kullanılarak yüksek verimli ince film güneş pilleri elde edilebilir. Sunulan tez kapsamında CuInS2 ince filmler ultrasonik darbe etkili başlıkların kullanıldığı sprey ısıl ergime sistemi ile elde edilmiştir. Bu teknolojide hazırlanan ön çözeltiler piezoelektrik kristaller vasıtasıyla çok küçük damlacıklar şeklinde püskürtülürler. Bu durum homojen ve kusursuz filmlerin elde edilmesine olanak sağlar. Sunulan tez çalışmasında çözelti miktarı, çözelti stokiyometrisi, alt taş sıcaklığı, püskürtme oranı ve çözücü gibi önemli sistem parametreleri ile kontrollü çalışmalar yapılmıştır. CuInS2 filmlerin yapısal özellikleri X-ışını Kırınımı, Enerji Dağılımlı X-Işını Spektroskopisi ve X-ışını Fotoelektron spektroskopisi teknikleri ile yapılmıştır. Optik karakterizasyonlar için geçirgenlik ölçümleri UV-VIS-NIR spektroskopisi ile yapılmıştır. Elektriksel direnç ve fotohassasiyet değerleri oda sıcaklığında yapılan I-V ölçümleri ile belirlenmiştir. Bunlara ek olarak, taşıyıcı yoğunluğu ve mobilite değerlerinin hesaplanması için sıcaklık bağımlı elektriksel iletkenlik ve Hall ölçümleri yapılmıştır. CuInS2 üzerinde yapılan yapısal analizler çözelti içerindeki Cu derişiminin ve alt taş sıcaklığının artışının film kristalinitesini kritik olarak değiştirdiğini göstermiştir. Düşük çözelti akış hızlarının uygulandığı ve alkol esaslı çözücülerden elde edilen filmler daha homojen ve yüzeylerinde aglomerasyonların olmadığı filmlerin elde edilmesine olanak sağlamıştır. Optik geçirgenlik verilerine göre, elde edilen tüm filmlerin, yüksek verimli güneş hücrelerinin üretimi için gerekli olan yüksek soğurma katsayısı ve uygun yasak bölge enerji aralığına sahip olduğu saptanmıştır.
Zirh Uygulamalarina Yönelik Grafen Katkili Sic Seramik Kompozitlerin Üretimi ve Karakterizasyonu
(TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi, 2020) Yılmaz, Burcu; Büke, Zarife Göknur
Basınçsız sinterlenmiş SiC seramiklerin girinti kırılma tokluğunu artırmak için indirgenmiş grafen oksit (iGO) katkı malzemesi olarak kullanılmış; eklenen iGO oranının mekanik özelliklere (sertlik, mukavemet ve girinti kırılma tokluğu) ve mikroyapıya etkileri detaylı taramalı elektron mikroskop (SEM), X-Işını kırınımı (XRD) ve metalografik mikroskopi ile incelenmiştir. Çalışmalar, iGO ağırlıkça %2.5'a kadar arttıkça yoğunluk düşerken, girinti kırılma tokluğunun arttığını göstermiştir. Eğilme ve Brezilyan mukavemeti ise başlangıçta artmış ve ardından iGO içeriği ağırlıkça %1.5'den %2.5'a yükseldikçe azalmıştır. Mikro sertlik ise artan iGO oranıyla azalmıştır. Detaylı mikroyapı incelemeleri ile iGO katkılamanın tokluk arttırıcı mekanizmalara etkileri tartışılmış, grafen katkılı SiC kompozilerde yapı-balistik performans arasındaki ilişki irdelenmiştir.
Anodik Alüminyum Oksit İnce Filmler Üzerinde Yüzey Plazmon Rezonans Spektroskopisi Kullanılarak Spesifik Biyolojik Etkileşimlerin Araştırılması
(TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi, 2020) Demir, Eylül; Büyükserin, Fatih
Yüzey Plazmon Rezonans (YPR) spektroskopisi, biyoloji, biyokimya ve tıp bilimleri alanlarındaki etiketsiz, gerçek zamanlı ve noninvaziv özellikleri nedeniyle olağanüstü optik biyo-algılama aracı olarak kullanılmaktadır. Kinetik, afinite, bir etkileşimin özgüllüğü ve ilgilenilen bir örnekte bulunan seçilmiş moleküllerin konsantrasyonları gibi sorular YPR tarafından cevaplanabilmektedir. Anodik alüminyum oksit (AAO) ince filmlerin yüksek porozite, kontrol edilebilir por çapı ve kalınlığı, artırılmış yüzey alanı-hacim oranı, termal ve kimyasal kararlılığa sahip olması, biyouyumlu olması sebebiyle gaz sensörü, güneş pilleri gibi sektörlerin yanı sıra ilaç salınımı, biyosensör ve biyomedikal alanlardaki kullanımı artmıştır. Litografi, maskeleme ve kalıp olarak kullanılarak nanoboyutta malzeme üretiminde kullanılan AAO ince filmlerin kendisi de optik biyosensör alanında YPR spektroskopisinde de sıklıkla kullanılmaktadır. YPR sistemine eklenen AAO ince filmlerin optik dalga kılavuzu olarak davranması ile yüzey plazmonuna ek olarak farklı modların elde edilmesi sağlanmaktadır. Literatürde iki aşamalı anodizasyon ile üretilen, voltaj azaltma yöntemi ile elde edilmiş serbest duran AAO filmlerin direkt olarak üretilip yüzey plazmon rezonans spektroskopisinde kullanımının olmadığı gözlemlenmiştir. Tez çalışmasında, öncelikle laboratuvar koşullarında üretimi gerçekleştirilen AAO ince filmlerin kalınlık ve porozite değerlerine göre elde edilmesi beklenen modlar Winspall 3.02 simülasyon programı kullanılarak tespit edilmiştir. Ardından iki aşamalı anodizasyon ile serbest duran AAO ince filmlerin kalınlık optimizasyonu çalışmaları yapılmıştır. Farklı derişimlerde H3PO4 ve NaOH çözeltileri kullanılarak, farklı sürelerde kimyasal aşındırma yöntemleri denenmiştir. Filmlerin aşındırma sırasında bir yüzeyinin korunması için polikarbonat ile kaplanma ve kenarlarından cam yüzey üzerine bantlanması gibi farklı metotlar denenmiştir. Ayrıca yağ-asit arayüzeyinde kimyasal aşındırma işlemleri yapılmıştır. Aşındırma yöntemleri ile homojen film kalınlığının elde edilememesi üzerine ikinci anodizasyon süresi azaltılarak filmlerin inceltilmesi sağlanmıştır. Dört farklı anodizasyon süresi denenmiş ve serbest duran 1,5 mikrometre kalınlığındaki AAO ince filmlerin üretimi yapılmıştır. Por yapısı ve kalınlıkları taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile karakterize edilmiştir. Porozite değerleri belirlenen AAO filmlerin efektif dielektrik sabitleri Maxwell-Garnett formülü kullanılarak hesaplanmıştır. YPR spektroskopisinde Kretschmann konfigürasyonu kullanılmıştır. Saçtırma yöntemi ile altın kaplanan yüksek kırılma indisli camlar ile AAO ince filmlerin birleştirilmesi ile alınan spektroskopi sonucundaki verilerden kalınlık ve dielektrik sabiti analizleri Winspall programı ile yapılmıştır. Kalınlıkların SEM sonucunda elde edilen veriler ile örtüştüğü gösterilmiştir.

Browse

Recent Submissions