Düzenli ve Geniş Yüzey Alanlı Grafen Tabanlı Karbon Nanoyapıların Sentezi ve Karakterizasyonu

Abstract

Bu 1002 hızlı destek projesinin ana amacı (makroskopik olarak toz formunda) geniş yüzey alanlı, düzenli, grafen tabanlı karbon nanoyapıların kontrollü sentezlenmesi için tekrarlanabilirliği yüksek bir süreç geliştirilmesi olup, bu kapsamda proje önerisinde verilen hedefler ve bu doğrultuda yapılan çalışmalar ve elde edilen sonuçlar özetle şöyledir: 1. SiC iğneciklerinden geniş yüzey alanlı SiC nanopagoda yapıların eldesi çalışılmıştır. Deneylerde Ticari olarak Nanografi Firmasından satın alınan (TİP 1) ve Rusya?da bir araştırma grubu tarafından sentezlenen (TİP 2) olmak üzere iki tip SiC iğnecikleri kullanılmış, yaş dağlama sonrası amaçlanan SiC nanopagoda yapıları yalnızca Tip 2 iğneciklerinde elde edilebilmiştir. 2. SiC iğneciklerinin yaş dağlanma öncesi ve sonrası içyapı karakterizasyonunun yapılarak, dağlanma karakteristiğinin (mekanizması, seçiciliği) incelenmiştir. Yapılan deneyler ve karakterizasyon çalışmaları sonunda yaş dağlama ile yüksek yüzey alanlı Nanopagoda oluşumu için iğnecik boyunca periyodik şekilde dağılmış dizilim hataları (stacking fault) olması gerektiği anlaşılmıştır. 3. SiC iğneciklerinden dağlanarak oluşturulan geniş yüzey alanlı SiC nanoyapıların/nanopagodaların, vakum tavlama (termal dekompozisyon) ile yüksek yüzey alanlı grafen-tabanlı karbon nanoyapılara dönüşümü incelenmiştir. Vakum tavlama sırasında bu yüksek yüzey alanlı yapıların korunamadığı görülmüş, öte yandan Raman çalışmaları oluşan yapıların oldukça düzenli grafitik yapılar olduğunu göstermiştir. 4. Nanoboyutta bu dönüşüm süreç mekanizması irdelenmiştir. SiC?den silisyum çıkarak karbona dönüşüm sıcaklığı yüksek olduğundan, vakum tavlama sırasında yüzey difüzyon ile açıklıkların kapandığı anlaşılmıştır. Sonuç olarak çalışmalar belirlenen takvime uygun olarak yürütülmüş, tüm iş paketleri tamamlanmış, proje önerisinin ?Amaç ve Hedefler? kısmına belirtilen (yukarıda 4 madde olarak koyu yazılan) hedefler gerçekleştirilmiş; ancak öngörülen ve hedeflenen çıktı olan yüksek yüzey alanlı grafen nanoyapılar elde edilememiş, yerine önerilen yönte ile düzenli grafitik merdiven yapı oluşumu ilk defa gösterilmiştir. Halen teknolojik olarak bu yapıların önerilen uygulamalarda performans arttırmada kullanılabileceği düşünülmektedir. Bu kapsamda bir çalışmanın yapılabilmesi için periyodik dizilim hataları içeren SiC iğnecik sentezi gerekli olacaktır.