TİO2/GRAFEN KOMPOZİTİNİN ELEKTRİKSEL VE OPTİK ÖZELLİKLERİ

Abstract

Sürekli olarak gelişmekte olan bilim ve teknolojinin getirdiği yeniliklerden biri olan nanoteknoloji sayesinde yeni nesil cihazlarda nano kompozit malzelemeler kullanılmaya başlanmıştır. Bu malzemeler aracılığıyla, sanayi ve teknoloji alanındaki nitelikli malzeme ihtiyacına daha verimli çözümler getirilmektedir. Bu çalışmada, Titanyumdioksit (TiO2) esaslı grafen takviyeli kompozit malzemeler üretilmiş ve elde edilen kompozit malzemelerinin elektriksel ve optik özellikleri incelenmiştir. Takviye malzemesi olarak kullanılan grafen sıvı faz eksfolasyon yöntemiyle üretilmiştir. Matris malzemesi olarak kullanılan titanyumdioksit, birinci grup numuneler için ticari olarak hazır temin edilmiş, ikinci grup numuneler için sol-gel metoduyla üretilmiştir. Ticari olarak temin edilen ve sol-gel ile üretilen titanyumdioksit tozlarına farklı oranlarda Grafen ilave edilmiştir. Takviye malzemesi olarak kullanılan G malzemeleri TEM incelemesine tabi tutulmuşlardır. Elde edilen kompozit malzemeler ise yapısal olarak SEM ile incelenmiştir. Daha sonra bu kompozitlerin sıcaklık etkisi altında elektriksel iletkenliklerindeki değişimler ölçülmüştür. Numunelerin UV-vis spektrometreleri alınarak optik özellikleri tespit edilmiştir. Üretilen kompozit malzemelerin sıcaklığa bağlı elektriksel incelemeleri sonucunda; her iki numune grubunda da takviye elemanı ilavesiyle birlikte elektriksel iletkenlik değerinde düşüş gözlenmiş. Bunun yanında, sol-gel metoduyla ile üretilmiş TiO2 içeren kompozitlerin hazır olarak temin edilmiş TiO2 içeren kompozitlere oranla özellikle yüksek sıcaklık değerlerinde elektriksel iletkenliklerinin daha düşük olduğu görülmüştür. Yapılan optik ölçümlerde G takviyesiyle yasak enerji aralığı değerlerinde artış meydana gelirken, buna karşın reflektans değerlerinde azalış olduğu gözlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Grafen, Titanyumdioksit, Sol-gel, Kompozit

Electrical And Optical Properties Of TiO2 / Graphene Composite Due to nanotechnology, which is one of the innovations brought about by continuously developing science and technology nano composite materials have begun to be used in new generation devices. By means of these materials, more efficient solutions are provided to the need of qualified materials in the field of industry and technology. In this study, composite materials based on Titanium Dioxide (TiO2), reinforced with graphene were produced and the electrical and optical properties of the produced composite materials were investigated. The graphene used as reinforcement material was produced by liquid phase exfoliation method. Titanium dioxide, used as matrix material, is commercially available for the first group of samples and is produced by the sol-gel method for the second group of samples. Graphene were added to commercially available and sol-gel-produced titanium dioxide powders at different ratios. The G materials used as reinforcing material were subjected to TEM examination. Composite materials obtained were investigated structurally by SEM. Subsequently, the changes in the electrical conductivity of these composites were measured under temperature influence. The optical properties of the samples were determined by taking UV-vis spectrometers. As a result of the electrical measurements of the produced composite materials due to the temperature; a decrease in the electrical conductivity value was observed with the addition of the reinforcement element in both sample groupsIn addition, it has been found that the TiO2-containing composites produced by the sol-gel method have lower electrical conductivities, especially at high temperature values, than the TiO2-containing composites already provided. In the optical measurements made, it was observed that the increase of the forbidden energy range values with G reinforced, however, it is observed that there is a decrease in reflectance values. Keywords: Graphene, Titanium Dioxide, Sol-Gel, Composite