Modeling of an evaporation-condensation type aerosol generator for synthesis of semiconductor nanocrystals

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: ZEYNEP BİRCE REYHAN

Danışman: Necip Berker Üner

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

III-V yarı iletken malzemeler hava stabiliteleri ve 0.35 ile 6 eV ayarlanabilir bant aralıkları sayesinde optoelektronik ve fotonik uygulamalar için elverişli malzemelerdir. Bu malzemelerin nanokristal olarak üretilmesinde gaz fazında sentez alternatif bir yöntem olarak kullanılmaktadır. Gaz fazında sentez bu nanokristaller elektronik uygulamalarda istenmeyen ligandlar olmadan üretilebilir. Ancak çoğu gaz fazında sentez metodu buhar fazında öncüler gerektirir ve bunlar pahalı, yüksek toksisiteye sahip ve piroforik kimyasallardır. Bu kristallerin gaz fazında üretimi için en basit yöntem tüp fırın şeklinde olan buharlaşma-yoğuşma jeneratörlerini (BYJ) kullanmaktır. Sabit kütlesel aerosol akışına ve yüksek verime sahip BYJ'ye ihtiyaç vardır. Bu projede BYJ için tüm taşınım olayları ve aerosol dinamiği matematiksel olarak modellenip ve simüle edilmiştir. Çeşitli III-V bileşiklerinin önemli bir parçaşı olan Antimon elementi bu sistem için test materyali olarak kullanılmıştır. Deneysel verilerle kanıtlanmış, atmosferik basınçta çalışan yüksek verimli BYJ sistemini baz alarak düşük basınçta (6 Torr) ve farklı gaz akış hızlarında çalışacak bir BYJ bilgisayar destekli akışkanlar mekaniği kullanarak simüle edilmiştir. Matematiksel model tamamlandıktan sonra sistem tüm taşınım olayları, yüzey büyümesi ve yoğuşma mekanizmaları için simüle edilmiştir. Aerosol kütlesel akış hızı ve jeneratör verimi deneysel sonuçlar ile karşılaştırılmış olup, mertebe bazında uyum göstermiştir.