Optoelektronik uygulamalar için nanolifli yüzeylerin elektriksel iletkenlik özelliklerinin geliştirilmesi

Abstract

Bu tez çalışmasının amacı elektriksel olarak iletken ve saydam nanolifli yüzeylerin elektro çekim (elektrospinning) yöntemi ile üretilmesi ve elektriksel iletkenliklerinin geliştirilmesidir. Tez çalışmasında elektro çekim yöntemi kullanılmış ve iletken yüzey eldesinde iki farklı yaklaşım denemiştir. Bu yaklaşımlardan biri; kendiliğinden iletken poli (3,4-etilendioksitiofen):polistiren sülfonat (PEDOT:PSS) polimerden polietilen oksit (PEO) katkısı ile nanolifli yüzeylerin yüzey eldesi ve ard işlemler ile elektriksel iletkenliğin geliştirilmesidir. Bir diğer yaklaşım ise, iletken olmayan polikarolakton (PCL) polimerinden elde edilen nanolifli yüzeylerin elektroplating (elektroliz) yöntemi ile bakır kaplanarak iletken hale getirilmesidir. Üretimlerden sonra, elde edilen nanolifli numunelerin yüzey ve elektriksel karakterizasyonu yapılmış, saydamlık özellikleri incelenerek optoelektronik performansları belirlenmiştir. Nanolifli numunelerin yüzey karakterizasyonu taramalı elektron mikroskobu (SEM), elektriksel karakterizasyonu dört-nokta cihazı veya multimetre ve optik karakterizasyonu ise ultraviyole ve görünür ışık (UV-Vis) spektrofotometresi ile yapılmıştır. PEDOT:PSS/PEO nanolifli yüzeylerde, depozisyon süresi arttıkça elektriksel direnç ve saydamlık azalmıştır. Yapılan ard işlemler sonrası saydamlıkta artış olurken, yüzey dirençlerinde azalma görülmüştür. Elektroplating ile bakır kaplanan yüzeylerde ise, artan kaplama süresi ile bakırın nanolif yüzeyini neredeyse tamamen kapladığı görülmüştür. Bakır kaplanan alanlarda çok düşük yüzey dirençleri elde edilmiştir.

The aim of this thesis is to produce conductive and transparent nanofibrous mats by electrospinning and improve the electrical conductivity of these surfaces. Two different approaches were followed in this context. One of these approaches is to produce nanofibrous mats from intrinsically conductive polymer poly(3,4-ethylenedioxythiophene):polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS) with the addition of polyethylene oxide (PEO) and to enhance electrical conductivity by post-treatments. Another approach is to make the nanofibrous mats obtained from non-conductive polycarolactone (PCL) polymer conductive by electroplating (electrolysis) method by coating copper. After productions, surface and electrical characterization of the obtained nanofiber samples were made, their transparency properties were examined and their optoelectronic performances were determined. Surface characterizations of nanofiber samples were carried out by a scanning electron microscope (SEM), electrical characterizations were performed with a four-point device or a multimeter, optical characterizations were conducted with an ultraviolet and visible light (UV-Vis) spectrophotometer. For PEDOT:PSS/PEO nanofiber mats, the optical transparency and surface resistance values were decreased with the increasing deposition time. After post-treatments, it was seen that the optical transparencies were increased and the surface resistance values were decreased. For copper-plated nanofibers, copper covered the surface of the nanofiber mat with the increasing electroplating time. Very low surface resistance values were determined on the copper-plated areas.