PEROVSKİT KUANTUM NOKTALARIN SENTEZİ VE KARAKTERİZASYONU

Year 2024, Volume: 7 Issue: 1, 8 - 15, 31.07.2024

Mutahire Tok , Çisem Kırbıyık Kurukavak , Merve Yurdakul , Tuğbahan Yılmaz , Mahmut Kuş

https://doi.org/10.55930/jonas.1393357

Abstract

Bu çalışmada, Per-KN’lar (Perovskit Kuantum Nokta) LARP (ligand destekli yeniden çöktürme) yöntemi kullanılarak sentezlenmiştir. Bu yöntem ile perovskit kuantum noktaların sentezi; uygun miktarda PbX2 ve Cs2CO3’ın oleilamin, oktadesen ve oleik asit içinde bir süre karıştırıcı yardımıyla karıştırılarak dağıtılması daha sonra oda sıcaklığında ultrasonik çubuk yardımıyla 30 dk boyunca kuvvetli bir şekilde karıştırılmasıyla yapılmıştır. Per-KN’ lar 6500 rpm de 10 dakika boyunca santrifüjlenerek çözücüsünden ayrılmıştır. Per-KN’ ların optik analizleri UV–Vis ve fotolüminesans spektrometresi ile yapılmıştır. Per-KN’ ların yapısal karakterizasyonu için XRD tekniği kullanılmıştır. Sentezlenen Per-KN’ların optik bant aralığı enerjisi, halojenür bileşimi ayarlanarak neredeyse tüm görünür aralıkta (yaklaşık 400–700 nm) ayarlanabilmektedir. Per-KN’ların XRD desenlerinde kübik fazı doğrulayan standart veri dosyalarıyla tutarlı spesifik bölgelerde belirgin pikler görülmüştür. Sentezlenmiş olan Perovskit KN yapılarının kuantum verimleri CsPbCl3, CsPbBr3, CsPbI3 için sırasıyla %47,11; %53,48 ve %75,42 olarak hesaplanmıştır. Halojen içeriği değiştirildiğinde gözlenen renk değişiklikleri, floresan spektroskopisi ile ölçülmüş ve Per-KN’ ların PL spektrumlarının 14,2-22,7 nm bant genişlikleri ile tüm görünür spektral bölge üzerinde bant kenarı eksiton rekombinasyonuna atfedilebilecek olan ayarlanabilir emisyon bandı sergilediği görülmüştür.

Keywords

Sentez, Karakterizasyon, Perovskit Kuantum Nokta

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 davrandığımızı; bu çalışma kapsamında elde edilmeyen tüm veri ve bilgiler için kaynak gösterdiğimizi ve bu kaynaklara kaynakçada yer verdiğimizi; kullanılan verilerde herhangi bir değişiklik yapmadığımızı, çalışmanın Committee on Publication Ethics (COPE)' in tüm şartlarını ve koşullarını kabul ederek etik görev ve sorumluluklara riayet ettiğimizi beyan ederiz. Herhangi bir zamanda, çalışmayla ilgili yaptığımız bu beyana aykırı bir durumun saptanması durumunda, ortaya çıkacak tüm ahlaki ve hukuki sonuçlara razı olduğumuzu bildiririz.

Supporting Institution

TÜBİTAK (121F377), Konya Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırmalar Projeleri Koordinatörlüğü (232216040)

Project Number

121F377 proje numarası ile Tübitak tarafından 232216040 numaralı proje kapsamında Konya Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırmalar Projeleri Koordinatörlüğü tarafından desteklenmiştir.

Thanks

Bu çalışma 121F377 numaralı proje kapsamında TÜBİTAK tarafından ve 232216040 numaralı proje kapsamında Konya Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırmalar Projeleri Koordinatörlüğü tarafından desteklenmiştir. Cumhuriyetimizin 100. yılı anısına, Gazi Mustafa Kemal Atatürk ve silah arkadaşlarına, Türkiye'nin bağımsızlığı ve modernleşmesi yolunda gösterdikleri liderlik ve fedakârlıklar için şükranlarımızı sunuyoruz. Bu eser onlara ithaf edilmiştir.

SYNTHESIS AND CHARACTERISATION OF PEROVSKITE QUANTUM DOTS

Abstract

Per-QDs were synthesized through utilization of the LARP (ligand-assisted reprecipitation) technique in this research. Perovskite quantum dots were synthesized by dispersing specific quantities of PbX2 and Cs2CO3 in oleylamine, octadecene and oleic acid. The mixture was stirred initially with a stirrer and then vigorously at room temperature for 30 minutes with assistance from an ultrasonic rod. Per-QDs were centrifuged at 6500 rpm for ten minutes to remove the solvent. UV-Vis and photoluminescence spectrometry techniques were used for the optical analysis of Per-QDs. X-ray diffraction (XRD) was utilized to investigate the structure of Per-QDs. The optical band gap energy of the synthesised Per-KNs can be tuned over almost the entire visible range (about 400-700 nm) by adjusting the halide composition. The XRD patterns of Per-KNs showed prominent peaks in specific regions consistent with standard data files confirming the cubic phase. The quantum yields of the synthesised Perovskite KN structures were calculated as 47.11%, 53.48% and 75.42% for CsPbCl3, CsPbBr3, CsPbI3, respectively. The colour changes observed when the halogen content was changed were measured by fluorescence spectroscopy and it was found that the PL spectra of Per-KNs exhibited tunable emission band over the entire visible spectral region with bandwidths of 14.2-22.7 nm, which can be attributed to band-edge exciton recombination.

Keywords

Synthesis, Characterisation, Perovskite Quantum Dot

Project Number

121F377 proje numarası ile Tübitak tarafından 232216040 numaralı proje kapsamında Konya Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırmalar Projeleri Koordinatörlüğü tarafından desteklenmiştir.

References

• 1. Akkerman, Q. A., V. D’Innocenzo, S. Accornero, A. Scarpellini, A. Petrozza, M. Prato and L. J. J. o. t. & A. C. S. Manna (2015). "Tuning the optical properties of cesium lead halide perovskite nanocrystals by anion exchange reactions." 137(32): 10276-10281
• 2. Bhat, A. A., S. A. Khandy, I. Islam and R. Tomar (2021). "Optical, electrochemical and photocatalytic properties of cobalt doped CsPbCl3 nanostructures: a one-pot synthesis approach." Scientific Reports 11(1): 16473.