Kristalografi

Normal insidans altındaki bir hazırlığın aksine, GLAD filmlerinin büyümesi, kristalografi ve nihai kaplamaların dokusu üzerinde doğrudan etkisi olan üç boyutta yapılabilir. Çoğu çalışma, biriktirme parametrelerinin GLAD filmlerinin mikro yapısı ve mimarisi üzerindeki etkisine ayrılmış olsa da, çok azı onların modlarını ve büyüme mekanizmalarını anlamaya odaklanmıştır.

Son zamanlarda Alouache ve Mankey, GLAD tarafından bir nanolif ağı şeklinde biriktirilen bakır tabakaların kristalografik yönelimini belirlemek için bir yöntem önerdiler. X-ışını kırınımına dayanan yöntemleri, fiberlerin eksenine göre kristalografik yönlerin dağılımına erişmek için gerekli olan 3 daireli bir açı ölçer uygular.

Yazarlar, a = 40°’nin üzerindeki partiküllerin geliş açıları için, yüzey difüzyonunun baskın fenomen olduğunu ve tercihen partikül akışı yönünde gerçekleştiğini göstermektedir. Tersine ve 40°’nin altındaki α açıları için yüzey difüzyonu izotropiktir.

Böylece, normal insidans altında hazırlanan filmler ve yaklaşık 40°’ye kadar olan geliş açıları için kristalografik oryantasyon değişmeden kalır.

Daha yüksek açılar için (α > 40°), partikül akışı tarafından tercih edilen difüzyon yönü ve artan bir gölgeleme etkisi, filmlerin dokusu üzerinde güçlü bir etkiye sahiptir [ALO 05]. Bu kritik açı, çalışma koşullarına göre değişebilir ve diğer şeylerin yanı sıra alt tabakanın sıcaklığına ve biriken atomların kimyasal doğasına bağlıdır.

Bununla birlikte, bu yönelim değişiklikleri diğer yazarlar tarafından açıkça gösterilmiştir. Normal ve eğik insidanslarla biriktirilen tungsten filmlerde, α ve β kübik fazların parçacıkların geliş açısının bir fonksiyonu olarak farklı yönlerde (α fazı için <110> ve β fazı için <200>) büyüyebileceğini gösterin.

Bu değişikliği, β fazına (α fazı termodinamik olarak daha kararlı) gelen adatomların daha düşük hareketliliğine bağlıyorlar. Eğik bir insidans kullanılarak, adatomlar, yoğun dokulu büyüme bölgelerine yakın sınırlı hareketliliğe sahiptir ve bu nedenle büyüme, substrat yüzeyine dik yön boyunca tercih edilir. Normal insidans altında, büyüme tarafı hakimdir.

Buharlaştırılmış ZnS filmlerinden elde edilen sonuçlar, elde edilen sonuçları desteklemektedir. 30°’nin altındaki α geliş açıları için, x-ışını kırınımı ile yapısal analiz, (220) planlarına göre tercihli bir yönelimi ortaya koymaktadır. Daha yüksek geliş açıları için kaybolur ve filmler amorf hale gelir.

Ek olarak, uzun menzilli düzendeki bu düşüş, yalnızca yüksek geliş açıları için sabit substratlarla kaplanmış filmler için gözlenmez, zikzak veya sarmal mimarilerdeki periyotların boyutu da kristalit boyutunu etkiler.

Gözeneklilik

Geleneksel buharlaştırma veya püskürtme yoluyla biriktirilen malzemelerin doğası ne olursa olsun, yoğunluk, yığının %80 ila %95’ine ulaşır. Çalışma basıncı, sıcaklık artışı veya iyon yardımı, filmin yoğunluğunun yüzde birkaç değişimi için ana parametrelerdir.

GLAD tekniği ile, geliştirilen mimariye bağlı olarak yoğunluk aralığı genişletilebilir. Basit bir eğik çökeltme ile ve parçacık akışının geliş açısının ayarlanmasıyla, dökme malzemenin yaklaşık yüzde onu yoğunluklarına ulaşmak mümkündür.

Yoğunluk düşüşünün 70°’nin üzerindeki açılar için daha belirgin hale geldiğini belirtmek ilginçtir. Biriktirilen malzemelerin doğası da filmlerdeki gözeneklilik oranını etkiler. Bu sonuçlar, α açısının önemini ve özellikle α sıyırma değerlerine ulaştığında kaplamaların gözenekli yapısı üzerindeki etkisini göstermektedir.

Yönlendirilmiş filmlerin iki ve üç boyutlu büyümelerinin simülasyonları ayrıca yüksek geliş açıları için ve bu hem amorf hem de kristalize malzemeler için yüksek düzeyde gözeneklilik sağlar.

Nanoteknoloji ve uygulamaları PDF
Nanoteknoloji pdf
Nanoteknoloji ders notları pdf
Nanomalzemelerin özellikleri
Nano teknoloji
Nanoteknoloji nedir
Nanopartikül üretim Yöntemleri ppt
Nano malzeme sentez yöntemleri

Tanjant kurallarından veya parçacık akışlarının dağılımı dikkate alınarak, eğik geliş altında biriken filmlerin yoğunluğu ile parçacıkların geliş açısı arasındaki ampirik ilişkiler önerilmiş ve daha sonra farklı yapıdaki malzemeler için deneysel sonuçlarla doğrulanmıştır.

Bu nedenle, tek bir buhar kaynağı ile eğik insidans altında hazırlanan GLAD filmleri durumunda, kolon açısı ve gözeneklilik oranı tamamen bağımsız parametreler olarak seçilemez. Filmin kolon açısı ve gözenekliliği arasındaki doğrudan ilişkiyi önlemek için GLAD tekniğinde birkaç makul iyileştirme önerdiler.

Bir fikir, yatırma sırasında sıyırma değerlerine yakın bir geliş açısına eğimli alt tabakayı hızla döndürmektir (dakikada birkaç devir). Bu rotasyon, yapay olarak birden fazla buhar kaynağı yaratma etkisine sahiptir.

Dönme hızına ve parçacıkların akışına bağlı olarak, açılarından bağımsız olarak kolonların genişliği değiştirilebilir. Diğer ipuçları, iki buhar kaynağı veya geliş açısının +α’dan –α değerlerine sıralı bir değişimini uygular.

Yüzey Morfolojisi

Yapısal ve kristalografik özelliklere ek olarak, GLAD filmlerinin birikimi de yüzey topografyasında oldukça dikkat çekici değişikliklere yol açar. Gerçekten de, GLAD tekniği tarafından üretilen mimarilerin çeşitliliği, yalnızca filmin enine kesiti aracılığıyla belirgin değildir.

Yüzey durumları büyük ölçüde dönüştürülebilir. Eğik bir geliş açısı kullanılarak püskürtülerek biriktirilmiş titanyum kaplamalar üzerinde yapılan ilk gözlemler buradan gelmektedir. Yazarlar, filmlerin simülasyonunun ve geliştirilmesinin, geliş açısına karşı eliptik bir bölüm sergileyen sütunlarla sütunlu bir yapı ürettiğini gösteriyor.

Gölgeleme etkisinden dolayı altlık yüzeyine paralel bir yapısal anizotropi gelişir. Bu etki, esas olarak buhar akışının geliş yönünde, geliş düzlemine veya gölgelenme yönüne dik zincirlerle birbirine bağlı büyüme adacıklarının oluşumuna yol açar.

Aynı yazarlar, 60° aralığındaki parçacıkların geliş açısı için, yüzey difüzyonunda gölgeleme etkisinin hakim olduğunu da ortaya koymaktadır. Açıyı daha da artırarak, gölgeleme etkisi nedeniyle büyüyen alanların sayısı daha da belirginleşir. Adalar arasındaki ortalama mesafe artıyor. Bunlar daha sonra her yönden birbirlerinden ayrılarak anizotropi kaybına neden olur.

Yüzeyin atomik kuvvet mikroskopisi ile yapılan gözlemler, partiküllerin geliş açısının kaplamaların nihai özelliği üzerindeki temel rolünü yansıtır.

Substratın normaline yakın bir geliş açısı için, kolonların tepesi oldukça keskin bir görünüme sahiptir ve birkaç nanometre mertebesinde yüzey pürüzlülüğü ile incelir. 30°’nin üzerindeki geliş açıları için görünüm nodüler hale gelir ve buna onlarca nanometrelik artan pürüzlülük eşlik eder, hatta otlatma açıları için daha da fazladır.

The post Yapı ve Morfoloji – Nanomalzeme Mühendisliği Ödevleri – Nanomalzeme Ödev Hazırlatma – Nanomalzeme Alanında Tez Yazdırma – Nanomalzeme Mühendisliği Ödev Yaptırma Fiyatları first appeared on Online (Parayla Ödev Yaptırma).

Grafit, İngiltere, Cumbria’daki Borrowdale yakınlarındaki 16. yüzyıldan kalma bir madende keşfedildi. Bulgusunun başlangıcında, örneğin işaretleme ve tanımlayıcı amaçlar için kullanılan grafit, yakındaki çiftçiler koyunlarını işaretlemek için maden grafit bloklarını kullandılar.

Yumuşaklığı ve koyu rengi nedeniyle, grafit uzun süredir özel bir kurşun türü olarak kullanılmaktadır. Grafen, kimya literatüründe grafiksel yapıya sahip tek karbon tabakasıdır. Grafen, grafitin ara bileşiğinde ortaya çıkan tek karbon katmanları olarak da sınıflandırılır.

Örneğin, bir dizi naftalin, antrasen, koronen vb. şeklinde bulunur. Standart karbon jargonu için “grafen tabakası” terimi de dikkate alınır. Keşfinden bu yana, tek katmanlı atomik yapı nanoteknoloji platformunda devrim yarattı. 2004’ten sonra katlanarak artan kullanımlarıyla grafen nanoteknoloji pazarını işgal etti.

Grafen, olağanüstü özellikleri nedeniyle kompozit dünya için bir “sihirli mermi”dir. Grafen araştırması alışılmadık derecede yüksek bir seviyeye ulaştı ve 2009 yılında Geim tarafından uygulamalı bilimlerin bir şampiyonu olarak kuruldu.

Grafen, grafitten yapılmış tek bir düz levhadır ve bal peteği kristal düzleminde paketlenmiş tek karbon atomlu tek katmanlı ideal iki boyutlu (2D) yapıya sahiptir. Yüksek çözünürlüklü transmisyon elektron mikroskobu (TEM) görüntüsü ile birlikte grafen içindeki karbon atomlarının iki boyutlu petek yapısını gösterir.

TEM görüntüsü, 0.14 nm karbon-karbon mesafesine sahip altıgen örgüyü açıkça göstermektedir. Grafen, diğer tüm boyutlardaki grafit malzemeler için temel yapı taşı olarak kabul edilir. Sıfır boyutlu (0D) fullerenlere sarılabilir, tek boyutlu (1D) nanotüplere yuvarlanabilir ve üç boyutlu (3D) grafite istiflenebilir.

Bu nedenle grafen, tüm grafit karbon bazlı nanomalzemelerin anası olarak adlandırılır. Grafenin tüm grafit formların anası olduğunu gösteren şematik diyagramı gösterir. Grafen, grafit, karbon nanotüpler ve fullerenler dahil olmak üzere karbon allotropikte çok önemli bir yapısal elementtir.

Bu nedenle, grafen, bir atomik zar tabakasının eşsiz bir örneğidir. Diğer herhangi bir zar gibi, iki boyutlu yapı bozulmaları üç boyutlu bir ortamda çok az enerjiye mal olur, bu nedenle grafen katlanma, bozulma, kıvrımlar, kırışıklıklar, kabarcıklar, kırışıklar oluşturma vb. için mükemmel bir potansiyele sahiptir.

Bununla birlikte, grafen, özelliklerini deneysel olarak bir alt tabaka veya iskele yoluyla ölçmek için stabilize edilebilir. Grafit yığınlı tabakaların yüksek pul pul dökülme potansiyeli, grafit hazırlamanın en zorlu yönüdür. Grafit, istifleme düzenine dayanan bir grafen katman yığını olarak tanımlanır.

Bu istifleme nispeten grafen yönlendirme düzlemine bağlıdır. Her bir grafit tabakasının zayıf etkileşimi nedeniyle, grafit bileşeni kolaylıkla bölünebilir. Grafit, birbirine bağlı olan ve kovalentten daha az kırılgan düzlem içi bağlar olan bir grafen levha yığınıdır.

Belirtildiği gibi, grafen levhalar arasındaki zayıf van der Waals etkileşimi, ince bir grafen levha yığınının toplu bir grafitten pul pul dökülmesini kolaylaştırabilir, yani pürüzlü bir yüzey üzerine çizildiğinde ince grafit katmanları bu yüzeye yapışır.

Farklı endüstrilerin, özellikle de grafen kullanımının üreticiler için son teknoloji ürünü küresel pazarı kökten değiştirdiği kompozit sektörünün taleplerine yanıt olarak grafeni büyük ölçekte sentezlemek için birkaç girişimde bulunuldu.

Grafen, olağanüstü fiziksel, elektriksel ve mekanik özellikleri nedeniyle bilim camiasında büyük ilgi gördü. 2.5 × 105 cm2 V-1 s-1’de yüksek elektron hareketliliği, Young modülü 1 TPa ile yüksek mekanik sertlik ve 130 GPa içsel mukavemet, 3.000 W m K-1 üzerinde son derece yüksek termal verim dahil olmak üzere grafenin benzersiz özelliklerinden bazıları α-optik absorpsiyon yaklaşık %2,3’tür (ağ sabitinde α herhangi bir gaz formu için tamamen geçirgendir ve son derece yüksek elektrik akımı yoğunluğuna sahip olabilir (bakırdan bir milyon kat daha yüksek).

Grafen, havacılık teknolojileri, elektronik, uzun ömürlü elektrik, çevre, ilaçlar ve gıda dahil olmak üzere bir dizi gelişmiş özelliğe sahip bir ana bilgisayar matrisine birçok sektörde uygulanmaktadır.

Nano malzeme sentez yöntemleri
Nanopartikül sentez yöntemleri
Nanomalzeme üretim metodları ve karakterizasyonu
Nanoparçacık sentezi
Sol-jel yöntemi ile nano malzeme üretimi
Nanopartikül üretim Yöntemleri ppt
Nano malzeme örnekleri
Nanopartikül Nedir

Sentez Yöntemleri

2004’te ilk kararlı grafen tek tabakasını keşfetmesinden bu yana, grafeni hazırlamak için muazzam çabalar sarf edildi. Grafen hazırlamak için yukarıdan aşağıya ve aşağıdan yukarıya olarak sınıflandırılan iki yaklaşım kullanılabilir.

Grafen üretmek için bu iki yaklaşımı hazırlamak için mekanik pul pul dökülme, epitaksiyel büyüme, CVD solvotermal, grafit termal genleşme ve grafen oksitin (GO) kimyasal indirgemesi ve mikrodalga destekli pul pul dökülme dahil olmak üzere altı önemli teknik vardır. Bununla birlikte, toplu miktarlarda termal hidrotermal kimyasal ve solvotermal indirgeme elde edilebilir. Bu yaklaşımlar aynı zamanda çok yönlü, ölçeklenebilir ve geniş kapsamlı uygulamalar için uygundur.

Yukarıdan Aşağıya Yaklaşım

Yukarıdan aşağıya yaklaşımda, grafen, mekanik bölünme, sonikasyon, kimyasal oksidasyon ve grafit elektrokimyasal eksfoliasyon dahil olmak üzere grafit veya grafit türevlerinin fiziksel eksfoliasyonundan yapılır. Grafit pulları içinde bir scotch bant tekniği ile yüksek oranda yönlendirilmiş olan bölünme pul pul dökülmüş grafenin mikromekanik tekniğidir.

2004 yılında Geim ve Novaselov bu tekniğe öncülük ettiler. Tek grafik sayfalarının tutarlılığı bu yöntemden yararlanmıştır. Stankoviç et al. daha sonra grafit oksitin hazırlanması için iyonlaştırma işlemini tanıttı. Bu yöntem, grafit oksit n’nin bir akışkan ortam içinde akustik hidrazin tarafından dağıtılmasını içerir.

Santrifüjleme, sonunda, pul pul dökülmemiş grafitin grafenden izolasyon işlemidir. Ne yazık ki, indirgeme işlemleri sırasında farklı fonksiyonel grupların eksik çıkarılması, grafen yöntemiyle üretilen grafene kıyasla düşük kaliteli grafe neden olur.

Sıvı eksfoliasyon yöntemlerinin iki ana formu, yani yüzey aktif madde içermeyen ve yüzey aktif madde destekli sıvı faz eksfoliasyonu başarıyla tanımlanmıştır. Şu anda, kimyasal oksidasyon, yüksek verimde grafen ürünleri ile en umut verici tekniktir.

Grafen oksit levhalar, formüle edilen üç ana yönteme tabi tutulan grafit oksidasyon pullarından elde edilir. Bu yöntemler, GO’nun oksidasyonu sırasında ortaya çıkan elektronik konjugasyonun kaybı nedeniyle grafitten daha parlak bir renge sahip GO katman yapıları üretti.

GO katmanları, epoksi ve hidroksi grupları ve kenar karboksi ile süslenmiş oksitlenmiş grafen levhalardan yapılmıştır. Bu katmanlar bazal düzlemlerden oluşur. Bu tür oksijen işlevleri, hidrofon oksit galerilerini GO hidrofilik grafen ve su molekülleri ile araya koymayı kolaylaştırır.

Bu oksijen çok yönlülüğü, kovalent olarak bağlanan oksijen bağlayıcı, kovalent olmayan, su bağlayıcı karbon grafit oksit katmanları ve su molekülleri arasındaki grafit tipi bir interkalasyon kompleksi olarak da adlandırılabilir. Buna karşılık, Grafen kimyasal tabakalarının kolloidal süspansiyonunu oluşturmak için elektrokimyasal grafit preparasyonu kullanıldı.

Grafit levhalar, ticari grafit çubuklar kullanılarak da hazırlanabilir. Bu teknik, 10-20 V’luk bir uygulama potansiyeline sahip, imidazolyum bazlı faz-ayrılmış su ve iyonik sıvı karışımına daldırılmış grafit çubuklarla gerçekleştirilebilir.

Bu tekniğin, çökeltilmiş grafit anodundan türetilen iyonik-sıvı grafit fonksiyonel tabakalar oluşturduğu iddia edildi. Bu DMF süspansiyonunda AFM, ~1,1 nm’lik ortalama CMG kutu kalınlığını hesapladı. İyonik sıvıların çeşitli biçimleri ve çeşitli iyonik sıvı/su oranları, grafen nano tabakaların özelliklerini etkileyebilir.

The post Sentez Yöntemleri – Nanomalzeme Mühendisliği Ödevleri – Nanomalzeme Ödev Hazırlatma – Nanomalzeme Alanında Tez Yazdırma – Nanomalzeme Mühendisliği Ödev Yaptırma Fiyatları  first appeared on Online (Parayla Ödev Yaptırma).