Research Article

Amorf borun elektrokimyasal eksfoliasyonuyla bor nanotabakalarının sentezi ve karakterizasyonu

Volume: 9 Number: 3 September 30, 2024
TR EN

Amorf borun elektrokimyasal eksfoliasyonuyla bor nanotabakalarının sentezi ve karakterizasyonu

Abstract

Enerji, sensör ve çeşitli biyomedikal uygulamalar için bor nanotabakaları gelecek vaat eden bir malzemedir. Bor nanotabakalarının metal yüzeyler üzerine biriktirilerek hazırlanması ölçeklenebilir üretimi kısıtlayarak ticarileştirilmesine yönelik potansiyeli azaltmaktadır. Bu nedenle, yüksek verimli ve birkaç katmandan oluşan borun ölçeklenebilir bir şekilde üretilebilmesi için pratik bir prosesin geliştirilmesi oldukça önemlidir. Bu çalışmanın amacı, ölçeklenebilir özgün bir elektrokimyasal eksfoliasyon yöntemi kullanarak amorf bordan bor nanotabakalarının sentezlenmesidir. Bu yöntemde amorf bor, sodyum sülfat (Na2SO4) ve gliserin karışımı kullanılarak iki elektrotlu bir düzenekte anodik olarak eksfoliye edilmiştir. Eksfoliasyon, viskoziteyi arttırmak için gliserinin eklendiği (1:1 hacim oranı) 0,5 M Na2SO4 içerisinde +20, +30 ve +40 V’de gerçekleştirilmiştir. Bor nanotabakalarının yapısal karakterizasyonu taramalı elektron mikroskopisi (SEM), yüksek çözünürlüklü geçirimli elektron mikroskopisi (HRTEM), Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR), X-ışınları fotoelektron spektroskopisi (XPS), mikro-Raman, X-ışınları difraktometresi (XRD) ve atomik kuvvet mikroskopisi (AFM) yöntemleri ile incelenmiştir. 20 V’de eksfoliye olan bor nanotabakalarının katmanlarının ortalama kalınlığı 15,1 nm iken, 30 ve 40 V’de eksfoliasyon sonucu olarak sırasıyla 15,3 ve 14,5 nm ortalama kalınlık değerleri elde edilmiştir. 20 V’de eksfoliye olan bor nanotabakalarının katmanlarının yanal boyutu 319 nm olup bu boyut, 30 V (252 nm) ve 40 V’de (275 nm) eksfoliye olanlardan daha büyüktür. HRTEM görüntüleri birkaç bor nanotabakasının oluştuğunu göstermektedir. Farklı voltaj değerleri karşılaştırıldığında en etkili eksfoliasyonun 20 V değerinde gerçekleştiğini ve bu değerdeki bor nanotabakalarının nispeten daha düşük kalınlığa sahip olduğunu söylemek mümkündür.

Keywords

Supporting Institution

Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK)

Project Number

222M300

Ethical Statement

Bu çalışmanın, özgün bir çalışma olduğunu; çalışmanın hazırlık, veri toplama, analiz ve bilgilerin sunumu olmak üzere tüm aşamalarından bilimsel etik ilke ve kurallarına uygun davrandığımı; bu çalışma kapsamında elde edilmeyen tüm veri ve bilgiler için kaynak gösterdiğimi ve bu kaynaklara kaynakçada yer verdiğimi; kullanılan verilerde herhangi bir değişiklik yapmadığımı, çalışmanın Committee on Publication Ethics (COPE)' in tüm şartlarını ve koşullarını kabul ederek etik görev ve sorumluluklara riayet ettiğimi beyan ederim.

Thanks

Bu çalışma Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) tarafından 222M300 proje numarası ile desteklenmiştir.

References

  1. [1] Novoselov, K. S., Geim, A. K., Morozov, S. V., Jiang, D. E., Zhang, Y., Dubonos, S., … & Firsov, A. A. (2004). Electric field effect in atomically thin carbon films. Science, 306(5696), 666-669. https://doi. org/10.1126/science.110289
  2. [2] Podzorov, V., Gershenson, M. E., Kloc, C., Zeis, R., & Bucher, E. (2004). High-mobility fieldeffect transistors based on transition metal dichalcogenides. Applied Physics Letters, 84(17), 3301-3303. https://doi.org/10.1063/1.1723695
  3. [3] Lalmi, B., Oughaddou, H., Enriquez, H., Kara, A., Vizzini, S., Ealet, B., & Aufray, B. (2010). Epitaxial growth of a silicene sheet. Applied Physics Letters, 97(22), 223109. https://doi.org/10.1063/1.3524215
  4. [4] Houssa, M., Pourtois, G., Afanas’ Ev, V. V., & Stesmans, A. (2010). Electronic properties of two-dimensional hexagonal germanium. Applied Physics Letters, 96(8), 082111. https://doi.org/10.1063/1.3332588
  5. [5] Liu, H., Neal, A. T., Zhu, Z., Tomanek, D., & Ye, P. D. (2014). Phosphorene: a new 2D material with high carrier mobility. ACS Nano, 8(4), 4033-4041. https://doi.org/10.1021/nn501226z
  6. [6] Mannix, A. J., Zhou, X. F., Kiraly, B., Wood, J. D., Alducin, D., Myers, B. D., … & Yacaman, M. J. (2015). Synthesis of borophenes: Anisotropic, two dimensional boron polymorphs. Science, 350(6267), 1513-1516. https://doi.org/10.1126/science.aad1080
  7. [7] Ranjan, P., Lee, J. M., Kumar, P., & Vinu, A. (2020). Borophene: New sensation in flatland. Advanced Materials, 32(34), 2000531. https://doi.org/10.1002/adma.202000531
  8. [8] Ranjan, P., Sahu, T. K., Bhushan, R., Yamijala, S. S., Late, D. J., Kumar, P., & Vinu, A. (2019). Freestanding borophene and its hybrids. Advanced Materials, 31(27), 1900353. https://doi.org/10.1002/adma.201900353

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Material Production Technologies

Journal Section

Research Article

Publication Date

September 30, 2024

Submission Date

May 21, 2024

Acceptance Date

July 31, 2024

Published in Issue

Year 2024 Volume: 9 Number: 3

APA
Kuru, D. (2024). Amorf borun elektrokimyasal eksfoliasyonuyla bor nanotabakalarının sentezi ve karakterizasyonu. Journal of Boron, 9(3), 111-119. https://doi.org/10.30728/boron.1483030
AMA
1.Kuru D. Amorf borun elektrokimyasal eksfoliasyonuyla bor nanotabakalarının sentezi ve karakterizasyonu. Journal of Boron. 2024;9(3):111-119. doi:10.30728/boron.1483030
Chicago
Kuru, Duygu. 2024. “Amorf Borun Elektrokimyasal Eksfoliasyonuyla Bor Nanotabakalarının Sentezi Ve Karakterizasyonu”. Journal of Boron 9 (3): 111-19. https://doi.org/10.30728/boron.1483030.
EndNote
Kuru D (September 1, 2024) Amorf borun elektrokimyasal eksfoliasyonuyla bor nanotabakalarının sentezi ve karakterizasyonu. Journal of Boron 9 3 111–119.
IEEE
[1]D. Kuru, “Amorf borun elektrokimyasal eksfoliasyonuyla bor nanotabakalarının sentezi ve karakterizasyonu”, Journal of Boron, vol. 9, no. 3, pp. 111–119, Sept. 2024, doi: 10.30728/boron.1483030.
ISNAD
Kuru, Duygu. “Amorf Borun Elektrokimyasal Eksfoliasyonuyla Bor Nanotabakalarının Sentezi Ve Karakterizasyonu”. Journal of Boron 9/3 (September 1, 2024): 111-119. https://doi.org/10.30728/boron.1483030.
JAMA
1.Kuru D. Amorf borun elektrokimyasal eksfoliasyonuyla bor nanotabakalarının sentezi ve karakterizasyonu. Journal of Boron. 2024;9:111–119.
MLA
Kuru, Duygu. “Amorf Borun Elektrokimyasal Eksfoliasyonuyla Bor Nanotabakalarının Sentezi Ve Karakterizasyonu”. Journal of Boron, vol. 9, no. 3, Sept. 2024, pp. 111-9, doi:10.30728/boron.1483030.
Vancouver
1.Duygu Kuru. Amorf borun elektrokimyasal eksfoliasyonuyla bor nanotabakalarının sentezi ve karakterizasyonu. Journal of Boron. 2024 Sep. 1;9(3):111-9. doi:10.30728/boron.1483030