HR-TEM VE XRD BULGULARI

Sentezlenen ve klorür tedavisi uygulanan CdTe KN’ların yapısal karakterizasyonlarını görebilmek için HR-TEM ve XRD analizleri yapılmıştır. Her iki analizde ODTÜ Merkez Laboratuvarındaki cihazlar kullanılarak yapılmıştır.

Klasik metot, Kanula metoduyla sentezlenen ve klorür tedavisi yapılan CdTe KN’ların boyut hesabı teorik olarak Denklem (1.10) ile yapılmış olsa da seçilen KN’ların boyut analizi deneysel olarak da yapılarak teoride hesaplanan boyutların doğruluğu test edilmiştir. Klasik sentezleme metodunda 2dk reaksiyon süresine sahip 3,22nm boyutunda CdTe KN HR-TEM analizi için seçilmiştir. Yine benzer reaksiyon süresine sahip 3,14nm

boyutunda Kanula metoduyla sentezlenmiş CdTe KN ve bu CdTe KN’nın 60 CdCI2/nm2

tedavisi yapılmış hali analiz için seçilmiştir. Boyut seçimi tüm CdTe KN’lar için ortalama boyutlar göz önüne alınarak yapılmıştır.

Analiz için numuneler gönderilmeden önce tezin 2.2.2.1 HR-TEM Boyut Analizi bölümde anlatıldığı gibi ön hazırlık işlemleri yapılmıştır. Özetle öncelikle CdTe KN’lar belirli bir yıkama işleminden geçirildikten sonra holey karbon grid üzerine birkaç damla damlatılmış ve kurutma işlemine tabi tutulmuşlardır. Tüm ön işlemleri inert ortamda gerçekleşen numuneler teker teker analiz edilmişlerdir. Şekil 3.28 ile klasik metotla sentezlenen 3,22nm CdTe KN’ın, Şekil 3.29 ile Kanula metoduyla sentezlenen 3,14nm

boyutunda CdTe KN’nın ve Şekil 3.30 ile Kanula metoduyla sentezlenen 60 CdCI2/nm2

tedavi uygulanan CdTe(CI) KN’nın HR-TEM analizinde elde edilen görüntüleri verilmiştir. 3 görüntü arasındaki en büyük fark klorür tedavisi uygulanmış CdTe(CI) KN’larda gözükmektedir. Klorür tedavisi yapılmış CdTe(CI) KN’ların diğer iki CdTe KN’ya göre daha halkasal şekiller aldığı net bir şekilde gözükmektedir. Yine Kanula metodu ile klasik sentezleme metodu için HR-TEM görüntülerine bakıldığı zaman, Kanula metoduyla sentezlenen CdTE KN’ların boyut dağılımlarının klasik metot ile sentezlenen CdTe KN’lara göre bir birlerine daha yakın olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca son dikkat çekici özellik olarak klorür tedavisiyle CdTe KN’ların boyutlarında yaklaşık 0,2nm değerinde bir artış gözlenmiştir. Elde edilen HR-TEM görüntüleri teorik olarak hesaplanan boyutlar ile benzerlik göstermekle birlikte absorbans ve emisyon piklerinden elde edilen ve sentezlenen KN’ların boyut dağılımlarıyla ilgili yapılan yorumlarında doğruluğunu ispatlar niteliktedir. Öyle ki klasik metot ile sentezlenen CdTe KN solüsyonu içerisindeki boyut dağılımı oldukça fazladır. Ortalama boyutun 3,22nm olduğu solüsyon içersinde 1,5nm ile 5nm aralığında birçok CdTe KN bulunmaktadır. Bu durum PL pik dağılımının artmasına ve FWHM değerinin genişlemesine sebep olmaktadır. Kanula metoduyla sentezlenen CdTe KN’lar için ise bu boyut dağılımı daha az gerçekleşmiş ve sentezlenen CdTe KN’lar için PL piki daha dar olup FWHM değeri 27,2nm seviyesinde kalmıştır. Klorür tedavisi yapılan, Kanula metoduyla sentezlenmiş CdTe(CI) KN’ların HR-TEM görüntüleri ise boyut dağılımı açısından Kanula metodundan elde edilen sonuçlar ile benzerlik göstermekle birlikte CdTe(CI) KN’ların boyutlarında artış olduğu görülmektedir. Bu artış çok büyük olmamakla birlikte 0,1- 0,2nm aralığında değişmektektedir ki bu artış uygulanan pasifikasyon için oldukça ihmal edilebilir küçüklükte bir değerdir.

Şekil 3.28. Klasik metot ile sentezlenen, 2dk büyüme zamanına sahip (3,22nm) CdTe KN için HR-TEM görüntüsü.

Şekil 3.29. Kanula metoduyla sentezlenen, 2dk büyüme zamanına sahip (3,14nm) CdTe KN için HR-TEM görüntüsü

Şekil 3.30. CdTe(CI) 60 CdCI2/nm2 KN’nın HR-TEM görüntüsü.

Her üç KN solüsyonu için boyut dağılımları Şekil 3.31 ile gösterilmiştir. Yukarıda anlatılan boyut dağılımları çok daha net bir şekilde Şekil 3.31 ile gözükmektedir. Burada Kanula metoduyla sentezlenen CdTe KN solüsyonu içerisindeki boyut dağılımın klasik metotla sentezlenen CdTe KN solüsyonuna göre daha dar bir aralıkta kaldığı görülmektedir. Kanula metodunda enjeksiyon işleminin daha hızlı bir şekilde gerçekleşmesinin boyut dağılımının azalmasında faydalı olduğu görülmektedir. Kanula metoduyla sentezlenen CdTe KN’lara uygulanan klorür tedavisinin CdTe KN’nın boyutunu 0,2nm civarında büyüttüğü görülsede boyut dağılımı açısından negatif bir etkisinin olmadığı Şekil 3.31c’de gösterilmiştir. Boyut dağılım grafikleri çizdirilerken normalizasyon yapılmış ve belli bir orandan aşağıda kalan değerler grafiğin daha anlaşılabilir olması için grafikten çıkarılmıştır. Elde edilen boyut dağılımları ve ortalama CdTe KN boyutları teorik olarak hesaplanan boyutlar ile tutarlıdır. Klorür ekli CdTe(CI) KN’lar için teoriksel bir hesap yönteminin geliştirilememiş olmasından dolayı boyuttaki değişimi sadece klorür tedavisi yapılmamış CdTe KN’lar ile yapabilmek mümkündür. Bu durumda klorür tedavisinin CdTe KN’nın boyutunu arttığı deneyse olarak gösterilmiştir.

Şekil 3.31. HR-TEM görüntülerine göre boyut dağılımları a) klasik metot, b) Kanula metodu ve c) klorür tedavisi uygulanan 3 farklı KN’nın boyut dağılımları.

Tellürür bazlı KN’ların pasifleştirme çalışmalarında Te-2 _{iyonunun yüksek reaktif}

özelliklerinden dolayı KN’ların ayrıştığı gözlemlenmiştir [227]. Page ve ark. yaptıkları

çalışmada CdCI2 ilavesinin KN’nın noktanın yüzeyinde kaldığını ve KN’nın yapısına

zarar vermediğini göstermişlerdir [95]. Bu tez çalışmasında 60 CdCI2/nm2’lik klorür

tedavinin en iyi sonuç verdiği gözlemlenmiştir. Bu hususta 60 CdCI2/nm2 lik bir ilavenin

CdTe KN’nın kübik çinko blend yapısını bozup bozmadığını görmek aynı zamanda Kanula metodunun kristal yapıda bir değişikliğe sebep olmadığını görmek için XRD analizi yapılmıştır.

Numuneler XRD analizi için izlenecek prosedörlerin anlatıldığı bölümdeki yöntemler izlenerek yıkanmış ve kuru numuneler hazırlanıp XRD için hazır hale getirilmiştir. Klasik

metod ve Kanula metoduyla sentezlenen, klorür tedavisi yapılan KN Rigaku Ultima-IV X-Işını Kırınım Cihazında test edilmişlerdir. Şekil 3.32 ile elde edilen XRD sonuçları verilmiştir. Sonuçlar her üç CdTe KN’nın yüksek kristal özellik sergilediğini göstermiştir [228].

Şekil 3.32. Üç farklı CdTe KN’ın XRD sonçları; a) Klasik metotla sentezlenen CdTe KN, b) Kanula metoduyla sentezlenen CdTe KN ve c) Kanula metoduyla sentezlenmiş

olan CdTe KN’nın klorür katkılanmasıyla elde edilen CdTe(CI) KN.