Katı Hal Aydınlatma Uygulamaları için CsPbBr3 Perovskit Kuantum Nokta ve Lantanit Katkılı Cam Nanokompozitlerin Geliştirilmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Erdinç Erol
Danışman: Ali Erçin Ersundu
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:CsPbBr3 perovskit kuantum noktalar (PQD'ler) üstün optik ve elektronik özellikleri sayesinde yüksek ışıma verimli katı hal aydınlatma sistemlerinin geliştirilmesi için en uygun yeşil ışık kaynaklarından birisi olarak kabul edilmektedir. Ancak, kolloidal yöntemle sentezlenen CsPbBr3 PQD'lerin toksik bir element olan Pb içermeleri, ölçeklendirilebilir üretimindeki zorluklar ve en önemlisi ısı, nem, ışık gibi dış ortam koşullarına maruz kaldıklarında kolaylıkla bozunarak ışıma performanslarını kaybetmeleri bu malzemelerin ticarileşmesinin önündeki başlıca engellerdir. Bu tez çalışmasında, bahsedilen engellerin ortadan kaldırılması ve ışıma özelliklerinin uzun süre korunabilmesi için CsPbBr3 PQD'ler özel olarak tasarlanmış tellürit, silika ve borosilikat esaslı cam matrisler içerisinde ergitme döküm sonrası kontrollü ısıl işlemler ile sentezlenerek cam nanokompozitler (CNK'ler) elde edilmiştir. Ayrıca, CsPbBr3 PQD'lerin katı hal aydınlatma teknolojilerinde kullanılmak üzere çok renkli ışıma özelliklerindeki eksikliğin giderilmesi ve renk sunuş endeksi (CRI) gibi renkle ilişkili özelliklerinin iyileştirilmesi amacıyla CsPbBr3 PQD'ler Eu+3/Tm+3 ve Eu+3/Dy+3 lantanit çiftleri ile ayrı ayrı katkılandırılarak PQD ve lantanit katkılı CNK'ler geliştirilmiştir. Isıl işlem parametrelerinin ayarlanmasıyla CsPbBr3 PQD'lerin boyutlarının ve buna bağlı olarak optik bant aralığı ve ışıma renklerinin kontrol edilebildiği kanıtlanmıştır. Gerçekleştirilen çalışmalar kapsamında kolloidal CsPbBr3 PQD'lerin göstermiş olduğu yüksek fotolüminesans kuantum verimi (PLQY) değerlerine geliştirilen CNK'ler ile ulaşılmış, hatta borosilikat CNK'ler ile %96,75'e varan PLQY değerleri elde edilmiştir. CNK'lerin kararlılık testleri sonucunda özel olarak tasarlanan cam sistemlerinin CsPbBr3 PQD'leri sıcaklık, nem ve ışık gibi dış ortam koşullarına karşı etkin şekilde koruyabildiği ve bu sayede ışıma performanslarında kayda değer kayıplar meydana gelmediği tespit edilmiştir. Son olarak geliştirilen CNK'lerin LED uygulamalarında kullanım potansiyellerinin değerlendirilmesi için seçilen CNK'ler ile farklı katı hal aydınlatma cihaz prototipleri geliştirilmiş ve CRI (30,7–85), renkle ilişkili sıcaklık (CCT, 3692 K–5920 K), CIE renk koordinatları gibi renkle ilişkili özellikler açısından umut verici sonuçlar elde edilmiştir. Sonuç olarak, üstün ışıma performansına ve yüksek kararlılığa sahip CsPbBr3 PQD ve lantanit katkılı CNK'lerin ticari uygulamalar için gelecek vaat eden bir malzeme grubu olduğu ortaya konulmuştur.