Geliştirilmiş Ce ve Sm Katkılı LaB₆ İnce Filmlerinin Yakın Kızılötesi Soğurma Özelliklerinin İncelenmesi

Büşra Güloğlu Bülbül; Başak Çağlayan Toprak; Muhammed Sayraç; Yunus Özen; Süleyman Özçelik

doi:10.63716/guffd.1561603

Geliştirilmiş Ce ve Sm Katkılı LaB₆ İnce Filmlerinin Yakın Kızılötesi Soğurma Özelliklerinin İncelenmesi

Öz

Bu çalışma, dönel kaplama tekniği kullanılarak, yakın kızılötesi (NIR) bölgede 1064 nm dalga boyunu soğuracak şekilde verimli alan emisyon özelliklerine sahip nanoyapılı La(OH)3 ve LaB6 malzemelerinin sentezlenmesi daha sonra da LaB6 malzemesinin nadir toprak elementlerinde olan Ce ve Sm ile katkılanmasının üzerine odaklanmıştır. La(OH)3 ve LaB6 malzemeleri laboratuvar ortamında sentezlenmiş, ardından optik ve yapısal karakterizasyonları tamamlanarak nadir toprak elementlerinden olan Ce ve Sm ile katkılandıktan sonra katkılı ince filmler oluşturulmuştur. Difüzyon fırınında katkılama işlemi yapılmış ve süreçteki reçeteler, ekonomik ve tekrarlanabilir sonuçlar için optimize edilmiştir. Dönel kaplama sistemi ile cam alttaşlar üzerine kaplanan filmlerin yapısal ve optik özellikleri incelenmiştir. Katkılı LaB6 filmlerinin 900-1000 nm aralığındaki soğurma vadisinde %60 oranında NIR soğurma ve %70 oranında görünür ışık geçirgenliği sağladığı gözlemlenmiştir. XRD, FTIR, SEM, AFM ve SIMS analizleri ile malzemelerin homojen bir dağılıma sahip olduğu ve başarıyla sentezlendiği doğrulanmıştır. Bu sonuçlar, LaB6 ince filmlerinin optik performansını artırarak kızılötesi cihazlarda kullanım potansiyelini ortaya koymaktadır.

Anahtar Kelimeler

Proje Numarası

TUBITAK No 120F322

Kaynakça

Mondal, S., Rau, A. V., Lu, K., Li, J.-F., & Viehland, D. (2023). Multicomponent hexaborides with low work functions by ultra-fast high temperature sintering. Open Ceramics, 16, 100479.
Zhang, H., Zhang, Q., Tang, J., & Qin, L. C. (2005). Single-crystalline LaB₆ nanowires. Journal of the American Chemical Society, 127(9), 2862–2863.
Harada, K., Nagata, H., & Shimizu, R. (1991). <310> single-crystal LaB₆ as thermal field emitter of high brightness electron source. Journal of Electron Microscopy, 40(1), 1–4.
Schell, G., Winter, H., Rietschel, H., & Gompf, F. (1982). Electronic structure and superconductivity in metal hexaborides. Physical Review B, 25(3), 1589–1599.
Torgasin, K., Morita, K., Zen, H., Masuda, K., Bakr, M., Nagasaki, K., Kii, T., & Ohgaki, H. (2019). Study on anomalous photoemission of LaB₆ at high temperatures. Physica Scripta, 94(7), 075701.
Zhang, H., Tang, J., Zhang, Q., Zhao, G., Yang, G., Zhang, J., Zhou, O., & Qin, L. C. (2006). Field emission of electrons from single LaB₆ nanowires. Advanced Materials, 18(1), 87–91.
Bao, L. H., Tegus, O., Zhang, J. X., Zhang, X., & Huang, Y. K. (2013). Large emission current density of LaₓCe₁−ₓB₆ high quality single crystals grown by floating zone technique. Journal of Alloys and Compounds, 558, 39–43.
Hwang, K. C., Banerjee, P., & Shanmugam, M. (2024). Mid-IR light-activatable full spectrum LaB₆ plasmonic photocatalyst. Advanced Materials, 36(9), 2307054.

Yadav, K. K., Kumar, G., Ankush, Ghosh, S., & Jha, M. (2022). Design of new process for stabilization of LaₓGd₁₋ₓB₆ nanorods and their field emission properties. Materials Science and Engineering: B, 282, 115759.
Chen, L., Liu, R., Chen, W., Zhang, B., Lv, J., & Zhang, J. (2024). The effects of bias and content adjusting on LaB₆-doped carbon films for 316L stainless steel bipolar plates. International Journal of Hydrogen Energy, 58, 326–332.
Kamble, S. A., Harpale, K., Nandi, A., Ghorui, S., Bhattacharjee, D., Bhoraskar, S. V., More, M. A., & Mathe, V. L. (2022). Thermal plasma synthesized nano-powders of (LaCe)B₆ starting from oxide-based precursors and its field electron emission performance. Advanced Powder Technology, 33(4), 103526.
Kablov, E. N., Shchegoleva, N. E., Lebedeva, Y. E., Zhuravleva, P. L., Vaganova, M. L., & Chainikova, A. S. (2023). Lanthanum hexaboride production by borothermal reduction – an investigation. Glass and Ceramics, 80(1–2), 58–69.
Nersisyan, H. H., Kim, W. B., Choi, W. S., Woo, H.-Y., Hong, S.-J., & Lee, J. H. (2021). Rare-earth hexaboride 2D nanostructures synthesis and coupling with NaAlH₄ for improved hydrogen release. Ceramics International, 47(1), 877–888.
Schelm, S., & Smith, G. B. (2003). Dilute LaB₆ nanoparticles in polymer as optimized clear solar control glazing. Applied Physics Letters, 82(24), 4346–4348.
Chao, L., Bao, L., Wei, W., & Tegus, O. (2019). A review of recent advances in synthesis, characterization and NIR shielding property of nanocrystalline rare-earth hexaborides and tungsten bronzes. Solar Energy, 190, 10–27.
Zhou, S., Zhang, J., Liu, D., Hu, Q., & Huang, Q. (2014). The effect of samarium doping on structure and enhanced thermionic emission properties of lanthanum hexaboride fabricated by spark plasma sintering. Physica Status Solidi (a), 211(3), 555-564.
Chao, L., Bao, L., Shi, J., Wei, W., Tegus, O., & Zhang, Z. (2015). The effect of Sm-doping on optical properties of LaB6 nanoparticles. Journal of Alloys and Compounds, 622, 618-621.
Xiao, L., Su, Y., Qiu, W., Liu, Y., Ran, J., Wu, J., ... & Peng, P. (2016). Solar radiation shielding properties of transparent LaB6 filters through experimental and first-principles calculation methods. Ceramics International, 42(12), 14278-14281.
Li, Q., Zhao, Y., Fan, Q., & Han, W. (2017). Synthesis of one-dimensional rare earth hexaborides nanostructures and their optical absorption properties. Ceramics International, 43(14), 10715-10719.
Patra, R., Ghosh, S., & Ganguli, A. K. (2012). Manipulating the anisotropy and field emission of lanthanum hexaboride nanorods. RSC advances, 2(20), 7875-7885.
Baker, J. L., Widmer-Cooper, A., Toney, M. F., Geissler, P. L., & Alivisatos, A. P. (2010). Device-scale perpendicular alignment of colloidal nanorods. Nano letters, 10(1), 195-201.
Zanella, M., Gomes Pinto Fernandes, R. F., Povia, M., Giannini, C., Zhang, Y., Riskin, A., ... & Manna, L. (2011). Self-assembled multilayers of vertically aligned semiconductor nanorods on device-scale areas. Advanced Materials, 23(19), 2205-2209.
Zhang, H., Tang, J., Zhang, Q., Zhao, G., Yang, G. U. A. N. G., Zhang, J. I. A. N., ... & Qin, L. C. (2006). Field emission of electrons from single LaB6 nanowires. Advanced Materials, 18(1), 87-91.
Zhang, H., Zhang, Q., Tang, J., & Qin, L. C. (2005). Single-crystalline CeB6 nanowires. Journal of the American Chemical Society, 127(22), 8002-8003.
Harada, K., Nagata, H., & Shimizu, R. (1991). < 310> single-crystal LaB6 as thermal field emitter of high brightness electron source. Microscopy, 40(1), 1-4.
Sato, Y., Terauchi, M., Mukai, M., Kaneyama, T., & Adachi, K. (2011). High energy-resolution electron energy-loss spectroscopy study of the dielectric properties of bulk and nanoparticle LaB6 in the near-infrared region. Ultramicroscopy, 111(8), 1381-1387.
Bao, L., Chao, L., Wei, W., & Tegus, O. (2015). Tunable transmission light in nanocrystalline La1− xEuxB6. Materials Letters, 139, 187-190.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Klasik ve Fiziksel Optik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Büşra Güloğlu Bülbül ^*
0009-0003-4307-5803
Türkiye

Başak Çağlayan Toprak
0000-0003-2222-9052
Türkiye

Muhammed Sayraç
0000-0003-4373-6897
Türkiye

Yunus Özen
0000-0003-3225-8797
Türkiye

Süleyman Özçelik
0000-0002-3761-3711
Türkiye

Yayımlanma Tarihi

29 Mayıs 2025

Gönderilme Tarihi

4 Ekim 2024

Kabul Tarihi

17 Mart 2025

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2025 Cilt: 6 Sayı: 1

DOI

https://doi.org/10.63716/guffd.1561603

IZ

https://izlik.org/JA27KL35LF

Kaynak Göster

RIS / Bibtex

APA

Güloğlu Bülbül, B., Toprak, B. Ç., Sayraç, M., Özen, Y., & Özçelik, S. (2025). Geliştirilmiş Ce ve Sm Katkılı LaB₆ İnce Filmlerinin Yakın Kızılötesi Soğurma Özelliklerinin İncelenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Fakültesi Dergisi, 6(1), 59-73. https://doi.org/10.63716/guffd.1561603

AMA

1.Güloğlu Bülbül B, Toprak BÇ, Sayraç M, Özen Y, Özçelik S. Geliştirilmiş Ce ve Sm Katkılı LaB₆ İnce Filmlerinin Yakın Kızılötesi Soğurma Özelliklerinin İncelenmesi. GÜFFD. 2025;6(1):59-73. doi:10.63716/guffd.1561603

Chicago

Güloğlu Bülbül, Büşra, Başak Çağlayan Toprak, Muhammed Sayraç, Yunus Özen, ve Süleyman Özçelik. 2025. “Geliştirilmiş Ce ve Sm Katkılı LaB₆ İnce Filmlerinin Yakın Kızılötesi Soğurma Özelliklerinin İncelenmesi”. Gazi Üniversitesi Fen Fakültesi Dergisi 6 (1): 59-73. https://doi.org/10.63716/guffd.1561603.

EndNote

Güloğlu Bülbül B, Toprak BÇ, Sayraç M, Özen Y, Özçelik S (01 Mayıs 2025) Geliştirilmiş Ce ve Sm Katkılı LaB₆ İnce Filmlerinin Yakın Kızılötesi Soğurma Özelliklerinin İncelenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Fakültesi Dergisi 6 1 59–73.

IEEE

[1]B. Güloğlu Bülbül, B. Ç. Toprak, M. Sayraç, Y. Özen, ve S. Özçelik, “Geliştirilmiş Ce ve Sm Katkılı LaB₆ İnce Filmlerinin Yakın Kızılötesi Soğurma Özelliklerinin İncelenmesi”, GÜFFD, c. 6, sy 1, ss. 59–73, May. 2025, doi: 10.63716/guffd.1561603.

ISNAD

Güloğlu Bülbül, Büşra - Toprak, Başak Çağlayan - Sayraç, Muhammed - Özen, Yunus - Özçelik, Süleyman. “Geliştirilmiş Ce ve Sm Katkılı LaB₆ İnce Filmlerinin Yakın Kızılötesi Soğurma Özelliklerinin İncelenmesi”. Gazi Üniversitesi Fen Fakültesi Dergisi 6/1 (01 Mayıs 2025): 59-73. https://doi.org/10.63716/guffd.1561603.

JAMA

1.Güloğlu Bülbül B, Toprak BÇ, Sayraç M, Özen Y, Özçelik S. Geliştirilmiş Ce ve Sm Katkılı LaB₆ İnce Filmlerinin Yakın Kızılötesi Soğurma Özelliklerinin İncelenmesi. GÜFFD. 2025;6:59–73.

MLA

Güloğlu Bülbül, Büşra, vd. “Geliştirilmiş Ce ve Sm Katkılı LaB₆ İnce Filmlerinin Yakın Kızılötesi Soğurma Özelliklerinin İncelenmesi”. Gazi Üniversitesi Fen Fakültesi Dergisi, c. 6, sy 1, Mayıs 2025, ss. 59-73, doi:10.63716/guffd.1561603.

Vancouver

1.Büşra Güloğlu Bülbül, Başak Çağlayan Toprak, Muhammed Sayraç, Yunus Özen, Süleyman Özçelik. Geliştirilmiş Ce ve Sm Katkılı LaB₆ İnce Filmlerinin Yakın Kızılötesi Soğurma Özelliklerinin İncelenmesi. GÜFFD. 01 Mayıs 2025;6(1):59-73. doi:10.63716/guffd.1561603