Fiziğin Uygulamalarına

Örnekler

Prof. Dr. Bekir AKTAŞ

GE

BZ

E Y

ÜK

SE

K T

EK

NO

LO

Jİ

EN

ST

İTÜ

SÜ

Sunum Planı

GYTE Fizik Bölümü Laboratuar altyapısı

Düzenlediğimiz konferanslar

Uluslararası işbirliklerimiz

Doktora mezunlarımız

Projelerimiz

Nanoteknoloji Devrimi

Nanoboyutlarda değişen fiziksel özellikler

GYTE’de yapılan nanoteknoloji araştırmaları

Nanoteknolojinin ticari uygulamaları

GYTE

Ülkemizde 1992 yılında kurulan iki yüksek teknoloji enstitüsünden birisi olan

GYTE, araştırma ve teknoloji geliştirme öncelikli bir ihtisas üniversitesidir.

Enstitü; girişimci ve geniş ufuklu araştırmacılar yetiştiren, uluslararası

düzeyde bilim ve teknoloji üretiminde saygın bir yer edinen ve Türk

sanayisinin küresel rekabet ortamı içinde iyi bir konuma gelmesine katkıda

bulunan bir araştırma kurumu haline gelmeyi hedeflemektedir.

GYTE 2006 yılında uluslararası bilimsel makale yayınlayan tüm devlet

üniversiteleri arasında birinci olmuştur.

GE

BZ

E Y

ÜK

SE

K T

EK

NO

LO

Jİ E

NS

TİT

ÜS

ÜLAB. DONANIMI

BESTEC 6-gun

HV Sputtering System

XPS, LEED, ..

ESR

(X,K,Q - bands)

AFM ve TEM

XRD

SEM

HP Empedans

Analizörü

NMR

PPMS

NWA

Var Olan Sistemler

• 6 Gun lı Rf ve DC Sputter Kaplama Sistemi

•XPS, AES, UPS ve LEED analiz teknikleri

Yakın Zamanda Eklenecek Olanlar•XPD ve TPD Analiz Teknikleri

•3 lü e-beam Ultra İnce Film Kaplama Aparatı

Sisteme Entegre Edilmesi Düşünülenler• Glove Box lı 3 lü Co-Sputter Kap. Sistemi

• ISS, SIMS

• Spin Hassasiyetli XPS

• AES destekli Yüksek Yüzey Hasasiyetli

Derinlik Profil Aparatı

• UHV-STM

İnce ve Ultra İnce Film Sentezleme ve Yüzey Analiz Laboratuarı

LASER LABORATUARI

GE

BZ

E Y

ÜK

SE

K T

EK

NO

LO

Jİ E

NS

TİT

ÜS

ÜNanoteknoloji konusunda uluslararası araştırma

grupları ile yapılan ortaklıklar

ABD M.T. Tuominen (U. of Massachusetts),

J. S.Moodera (MIT), J. S. Jiang (A.N.L.)

A. Gupta (U. of Alabama), S. Oseroff (USCD)

KANADA B. Heinrich (S.F.U.)

ALMANYA P. Grünberg(F. Z. Juelich),

G. Rice (Bielefeld)

F.Yıldız (Max Planck)

RUSYA A. Granovsky (M.S.U.), L. Tagirov (K.S.U.)

R. Khaibullin, B. Z. Rameev (K.F.T.I.),

BULGARİSTAN Budevsky-Draigova (Academi of Science)

İSVİÇRE Royal I.T.

UKRAYNA S. Tarapov (Kharkov I.R.E.)

Workshop on

Nanostructured MagneticMaterials

and their Applications

September 3-7, 2001

Istanbul / Turkey

Organized by

GEBZE INSTITUTE OF

TECHNOLOGY

GE

BZ

E Y

ÜK

SE

K T

EK

NO

LO

Jİ E

NS

TİT

ÜS

Ü

Nanostructured Magnetic Materials and Their Applications

ARW NMMA-2003

Gebze Institute

of Technology

Turkish Scientific &

Research Council

July 1-4, 2003, Istanbul, Turkey

Workshop Co Directors

Prof. Bekir Aktas, Gebze Institute of Technology, Turkey

Prof. Lenar Tagirov, Kazan State University, Russia

International Conference on

Nanoscale Magnetism

Gebze Institute of TechnologyICNM-2005

July 3-7, 2005, Gebze, Turkey Turkish Scientific Research Council

International Organizing Committee Bekir Aktas, Gebze Institute of Technology, Turkey (Chairman)

Alinur Buyukaksoy, Gebze Institute of Technology, Turkey

Lenar Tagirov, Kazan State University, Russia

Saul Oseroff, San-Diego State University, USA

Bretislav Heinrich, Simon Fraser University, Canada

Faik Mikailov, Gebze Institute of Technology, Turkey (Secretary)

2007 Nobel Ödül Sahiplerine

GYTE Tarafından Verilen

Fahri Doktora Töreni

Springer, Kluwer ve Wiley yayınevleri tarafından yayınlanmış

Nanoteknoloji ile ilgili kitaplarımız

Bekir Aktas, Gebze Institute of Technology, Turkey

GE

BZ

E Y

ÜK

SE

K T

EK

NO

LO

Jİ E

NS

TİT

ÜS

Ü

International Conference on

Nanoscale MagnetismICNM-2010

September 25-30, 2010, Istanbul, Turkey

NANOTEKNOLOJİ DEVRİMİ

Kaynak: UNAM

Nanoteknoloji Patent Sayıları

Yıl

Pate

nt

sayıs

ı

Kaynak : Chen etal, Nature Nanotechnology MARCH 2008 ,p 123-125

USPTO:Amerikan Patent Ofisi

EPO: Avrupa Patent Ofisi

JPO: Japonya Patent Ofisi

Nanoteknoloji Nedir?

Nanoteknoloji, maddenin sahip olduğu özelliklerin büyük oranda değiştiği 1-100

nanometre mertebesinde, maddenin gösterdiği davranışı anlamak ve bunları kontrol

ederek teknolojik uygulamalara dönüştürmektir.

Nano boyuttaki malzemeleri modelleme, sentezleme, görüntüleme, fiziksel

özelliklerini ölçme ve bu özelliklerini kontrol ederek teknolojik uygulamalar geliştirme

nanoteknoloji kapsamındadır.

Atom salkımı

Nanotüp, çubuk, küre, kemer … – karbon ve diğer malzemeler

Dendrimerler

Makro-moleküler yapılar

Biomoleküler yapılar

C SWNTZnO Kuşak

ZnO Tüp GaN Çubuk

Çiçeksi SiC

TiO2Küreler

DNA’ın STM

görüntüsü

CatenaneRotaksen

Küresel Silindirik

Porphyrin’in

STM görüntüsü

ve modeli

Nanomalzemelerin Çeşitliliği

Kaynak: Clayton Teague, NNI

1. Boyut değişimi gerçekleşir. (3 boyuttan 2,1

ve 0 boyuta geçiş)

2. Kuantum etkileşimler baskın hale gelir.

3. Yüzey atomlarının oranı artar.

Nanoyapılarda:

• Gerçekten düşük boyutlu (2,1,0) nesneler ancak nanoboyutlarda

mümkündür.

•Düşük boyutlu malzemelerin fiziksel özellikleri tamamen kuantum

karakterdedir.

Source: N

anoscale M

aterials in C

hem

istry, Wiley, 2

001

Düşük Boyutlarda Kuantum Etkilerin Baskın Hale

Gelişi

Altın Külçesi

Erime Noktası = 1064° C

Renk = Altın sarısı

1 nm altın parçacıklar

Erime Noktası = 700 °C

lmax = 420 nm

Renk= Kahverengi- sarı

20 nm altın parçacıklar

Erime Noktası = ~1000 °C

lmax = 521 nm

Renk = Kırmızı

100 nm altın parçacıklar

Erime Noktası = ~1000 °C

lmax = 575 nm

Renk = Mor-pembe

Büyüklükle Değişen Özellikler:

1. Kimyasal Özellikler- reaktivite-katalitik özellikleri

2. Termal Özellikler- Erime sıcaklığı

3. Mekanik Özellikler- yapışma- kapillary kuvvetler

4. Optik Özellikler- Işığın soğurulma ve saçılması

5. Elektriksel Özellikler- Tünelleme Akımları

6. Manyetik Özellikler- Super paramanyetik etkiler

Nanoboyutlarda Büyüklükle Değişen Fiziksel

Özellikler

Fiziksel Özelliklerin Yüzey Atomlarının Yüzdesine

bağımlılığı

Source: Nanoscale Materials in Chemistry, Wiley, 2001

Kubo Gap = Ortalama enerji seviyesi aralığı

( EF / N)

EF=Fermi Enerji

N: EF ye kadar toplam enerji seviyesi sayısı

Yapıtaşları aynı, kendileri tamamen farklı!

Boyutla Değişen Fiziksel Özellikler-II

sp2 Karbonun Allotropları

Yüzey atomlarının yüzdesi: %100

GYTE’de yürütülmekte olan araştırmalara örnekler

1.Spintronik Araştırmaları

2.Nanomanyetik parçacıklar(Radar Soğurucu Malzemeler)

3.Patlayıcı Dedektörü

4.Nanomalzeme Modelleme

5.Biosensörler

6.Koruyuculuğu yüksek nanoyapılı gıda ambalajı

Nano-parçacıklar

Uygulama Alanlarına Birkaç Örnek

Tıp ve Biyoloji alanında, (MR görüntüleme, Kanser tedavisinde....)

Yari iletkenlerle birlikte çok fonksiyonlu (spin+ Yük) Spintronik cihaz yapımında,

(DMS), Sensörlerde, Nanokompozit malzeme yapımında,

Yüksek Soğurma özelliğinden dolayı savunma sistemlerinde, (Stealth Tech.)

(a) 9 nm boyutlu, altıgen yapıda Co nanoparçacıkların TEM görüntüsü

(b) 10-nm boyutlu, magnetik jel ortamında düzenlenmiş Fe3O4

nanoparçacıkların TEM görüntüsü

Specifications: Type: CorvettePower Plant: Diesel electric Prime Contractor: Vosper Thorneycroft LTD Length: 377 feet Beam: 51 feetCrew: 105

-2k 0 2k 4k 6k 8k 10k 12k 14k 16k 18k

Magnetic field (G)

X=0

X=0.2

X=0.6

X=1

Magnetik malzemelerin çoğu metaldir ve EM dalganın nüfüz etme derinliği (skin depth) ~ 1 mm

Spin dalga rezonansları (SWR) 20-1000 nm ölçekli malzemeler için meydana gelir . SWR sonucu yüksek frekanslarda soğurma olur.

Çok yüksek anizotropi alanları (surface, exchange, strain, etc. ) geniş frekans aralığında soğurmaya neden olur

Nano-olçekli yapılarda “damping” (hareketi ısıya dönüştürme) mekanizması daha etkili olur

RAM (Radar Sinyalini Soğuran Malzemeler)

MRAM

a)MRAM: Magnetik momentleri kullanarak bilgi kaydeden cihazlar. Magnetik

momentlerin farklı durumları 1 ve 0 durumlarını temsil için kullanılır.

b) MRAM’lara bilginin yazılması ve okunması

Kalıcı (non-volatile)

Küçük

Hızlı

Şekil a Şekil b

1 μm 1 μm 1 μm

(a) (b) (c)

SnO2 nanotellerinin SEM görüntüleri

(a) Amorf SiO2 üzerinde

(b) (110) Al2O3 (a-cut) üzerinde

(c) (110) TiO2 üzerinde

SnO2 nanotellerin ortalama çapı (b) 20±10 nm

(c) 60±10 nm.

SnO2 nanotellerin ortama uzunluğu (b) ~5-10 mm.

(c) ~20 mm

M. Özdemir, S. Budak, G. X. Miao, A. Gupta

Nanoteller

Lotus etkisi ile su sevmeyen yüzeyler

Su sevmeyen nanoyapılardan mobilya, tekstil ve otomotiv

sektöründe faydalanılmaktadır.

Çevre Mühendisliği,Prof. Dr. Yıldırım ERBİL

Nanokil Kullanarak Ambalaj Malzemesi Üretmek

Nanokil ile oksijen ve su buharına karşı

bariyer özellikleri yüksek plastik esaslı

esnek filmlerin üretimi

Sonuç:

• Daha ince

• Daha etkin ambalaj malzemesi

• Raf ömründe %50’ye varan

oranlarda artış

Plastik malzemelere

katkılanacak nanokil

esaslı granüller

Nanokil katkılı ambalaj malzemesi

Doç. Dr. Murat ÖZDEMİR, GYTE

Su seven bir

yüzeyin TEM

görüntüsü

Nanokil katkılı plastik

ambalajın TEM Görüntüsü

Hesaplamalı Malzeme Fiziği Araştırmaları

Geçiş metali içeren

fullerenler

Silisyum yüzeyi üzerinde karbon

nanotüpün elektronik yapısı

Nano-elmaslar

GaAs fulleren

Amaç:

Nano-elektronik ve

spintronik uygulamalarında

kullanılabilecek malzemeleri

hesaplamalı kuantum

metotlarıyla tahmin etmek.

Dy@C82@CNT Yrd. Doç. Dr. Savaş BERBER

Temiz Enerji Uygulamaları için Malzeme Tasarımı:

Organik Radikal Piller

Sol Panel: Organik radikal molekülü ve elektronik

yük dağılımı. Elips ile işaretlenen bölge radikalin

pil içinde indirgenme/yükseltgenme

reaksiyonlarının gerçekleştiği bölgeyi

belirtmektedir. Orta Panel: Organik elektrod

yapımında kullanılabilecek bir polimer. Elektronik

yük dağılım eşyüzeyleri tek bağ-cift bağ sırasını

göstermektedir. Sağ Panel: Tümüyle organik pilin

şematik gösterimi [H. Nishide and K. Oyaizu, 21,

2339 (2009)].

Günümüz ticari pillerinin birçok

dezavantajı bulunmaktadır:

1. Zehirli metaller içerdiği için çevreye

olan zararları

2. Patlama tehlikeleri

3. Uzun şarj süreleri

4. Şarj edildikçe kapasitelerinin

azalması

Organik radikal piller

1. İyon transferi yerine elektron transferi

prensibine bağlı olarak çalışır.Bu

yüzden çok hızlı şarj olur.

2. Enerji yoğunluklarını uzun süre

koruyabilirler

3. Zehirli madde içermezler ve patlama

tehlikeleri yoktur.

Doç. Dr. Çetin KILIÇ

GYTE Çevre Mühendisliği Bölümünde çevresel izleme

tekniklerinin geliştirilmesi amacıyla biyosensör çalışmaları

yapılmaktadır.

Bu çalışmalar kapsamında hazırlanan çalışma elektrotlarının

yapımında nano boyutlu malzemeler kullanılarak

nanoteknolojinin imkanlarından faydanılmaktadır.

Şu ana kadar dizayn edilmiş biosensörler

•Nitrat biyosensörü

•Laktat biyosensörü

•Fenol Biyosensörleri

Prof.Dr. Bülent KESKİNLER

Nanotüp Katkılı Biosensör Çalışmaları

Nanoteknolojiler kullanılarak TSK’nın ihtiyaç duyduğu

kimyasal ve biyolojik savaş ajanlarına ve patlayıcılara duyarlı

biyolojik ve kimyasal sensör ve sensör dizileri geliştirilmesi,

elde taşınabilir bir detektör prototipinin tasarım ve imalatı.

Proje beş alanda yapılacak

çalışmaları kapsar:

•Nanoteknolojik

transduserlerin

geliştirilmesi

•Nanoteknolojik kimyasal

algılayıcıların tasarım ve

geliştirilmesi

•Nanoteknolojik biyolojik

algılayıcı tasarım ve

geliştirilmesi

•Sensör dizileri

geliştirilmesi

•Örüntü tanıma

yöntemlerinin geliştirilmesi

Tübüler yapıda düzenlenen (self-assembly

yapan) oksamid oksim’in nikel(II) ve

palladyum(II) kompleksleri

N

N

N

N

N

NM

N

NR

R N

N

O

O

M

R

RN

N

O

O

H

H

Transition Metal Complexes of vic-dioximesPhthalocyaninePorphyrin

M

N

N

N

N

Algılayıcı Malzemeler

ASKERİ AMAÇLI KİMYASAL VE BİYOLOJİK SENSÖRLER

Z. Öztürk, V.Ahsen ve grubu (GYTE)

Kimyasal ajanlar SAW ile resonator

esasına göre algılanır

Nanotüp üzerine biyolojik ajan

veya Antikorun immobilizasyonu

Seçiciliği arttırmak için

Fonksiyon kazandırılmış

nanotüpler

Prof Dr Zafer Ziya Öztürk-GYTE

Yüzey Akustik Dalga (SAW) Tabanlı

Kimyasal ve Biyolojik Sensörler

NANOTEKNOLOJİK HİDROJEN SENSÖRLERİNİN

ARAŞTIRILMASI VE GELİŞTİRİLMESİ

PROF. DR. ZAFER ZİYA ÖZTÜRK,

Şekil 1. Yüksek derecede yönelimli pirolitik

grafit üzerinde Pd nanotel elektrodepozisyonu

a) v şeklinde kanallar

b) PdCl2 çözeltisinden Pd nanotel depozisyonu

ZnO nanotellerin Pt nanoparçacıklarla

modifiye edilerek hidrojen sensörü olarak

kullanılabilmektedir.

TiNT sensör geometrisi

SOL-GEL ESASLI BİYOSENSÖR

Analit ortamları (hava, su, insana ait doku ve kan örnekleri, katı örnekler)

Analit örnek ortamı

SiO2 (%70) -TiO2 (%30) Y Y Y Y

Cam

Prizma

Y Y Y Y Y Y

Hava

boşluğu

YY

Y

Doç. Dr. M. Hasan ASLAN ve Doç. Dr. A. Yavuz ORAL

Manyetik Nanoparçacıklar ile Kanserli Hücreler Daha kolay

Görüntülenebilir. (MRI)

Reference: Ed Neuwelt, Oregon Health Sciences University

Nanoparçacıklar yanlızca kanserli hücrelerin yok

edilmesinde kullanılmaktadır.

Reference: Jennifer West, Rice University

Fotokatalizör ile ışık altında kendini temizleyen yüzeyler

(Nano-TiO2)

Çevredeki eşyalardan gelen zararlı etkilere sahip

formaldehit ,toluen, benzen gibi havaya

karışmış kimyasalları temizler.

Kötü koku oluşturan hidrojensülfür, amonyak ve

methanetiol gibi kimyasallara karşıda etkilidir.

http://www.nanoprotect.co.uk/photocatalyst-ps.html

Anti-bakteriyel Spreyler

(Nano-gümüş)

http://www.nanoprotect.co.uk/anti-bacterial-fungi.html

E-coli, Salmonella, Vibrio, Staphylococcus aureus tipi bakteri ve

mantarlara karşı etkilidir.

Akıllı Tişörtler

http://www.sensatex.com/smartshirt.html

Yıkanabilir,

Nanoyapılı İletken fiber sensörler

Kalp atışlarını, hareketliliği raporlar.

Askeri kullanımı mümkün...

Sıvı KristallerSıvı Kristaller göstergelerle hayatımıza girmiş bulunmaktadır saatler, hesap makineleri cep telefonları dijital kameralar dizüstü ve masaüstü bilgisayarlar yeni nesil televizyon ekranları

Gelecekteki potansiyel uygulamaları: muhtelif optik elemanlar

3 boyutlu holografik göstergeler

iletişim cihazları

“elektronik kağıt”

muhtelif sensörler

Sıvı kristaller: kısmen düzenli sıvılardır

termodinamik olarak sıvı ve katı faz arasındadır

anizotropik sıvılardır

kendiliğinden organize sistemlerdir

CH3O CH N C4H9

L3nm

Cam alt taban

Cam alt taban

ITO elektrot

Yönlenim

katmanı

5mm

Standart bir SK sandviç

hücre:

Sıvı Kristal + Nanotüp karışımları

Nanotüplerin yönlendirilmesi

Muhtemel uygulamalar (Nanoelektronik, Fotonik, Sensörler..)

Nanotüpler de çeşitli uygulamalara adaydır, Fakat

yönlenimlerinin kontrol edilmesi, yapışmadan muhafaza

edilmeleri gibi teknolojik zorluklardan dolayı…

Numune hazırlama

düşük nanotüp konsantrasyonlarıyla katkılama (<0.1%)

Yarım saatten az ses-ötesi karıştırma

Yönlenmiş Sıvı Kristal

+Karbon nanotüpler

Aynı şekilde optik karıştırma da düşünülebilir:

SK’leri özel azo boyalarla katkılamak

UV aydınlatması ile trans-cis izomerizasyonu

SK moleküllerin planar yönlenimden hemeotropik

yönlenime geçmesi

Sistemin yalıtkan durumdan iletken duruma

anahtarlamak

SK-Nanotüp UV sensörleri …

UV

azo boya SK molekül Nanotüp

Yüzey Alanı-Verimlilik

Geleneksel olarak katalizör Cu, Ni, Fe, Rh ve

bunların dışında birçok farklı yapıda veya

kompozisyonda olabilen aktif metal/metal-oksit

bileşenlerinin reaksiyonlarının karakterizasyonu

Yakıt Hücrelerindeki çalışma şartlarında aktivasyon

verimliliklerinin ve dayanıklılıklarının (erozyonun

önlenmesi) artırılması

Katalizör yüzeylerin kaplama tekniklerinde

kayıpların önlenmesi yeni proses teknolojilerine

yönelik ve var olanların teknolojilerinin iyileştirme

çalışmaları

Destek malzeme-

nanoparçacık

ara yüzeyindeki

yüksek aktiviteli

atomlar

Belirli bir yüzey

yönelimini tercih

eden tepkimeler

için uygun, özel

morfolojili

nanoparçacık

HİDROJEN ENERJİSİ ARAŞTIRMALARI

Karbon destekli Pt nano

Parcıklardan

Oluşturulmuş Katalizor Yüzeyler

Hidrojen Yakit Hücresinde Kullanılan

Membran Üzerinde

Görüntülenen

Katalizor Yüzeyler

Dr. Ali Ata ve grubu (GYTE, NAnoteknoloji Merkezi)

GYTE Güneş Kollektor Sistemi

Yüksek yansıtıcı Katsayılı ve

ısıl iletkenliğe Sahip Metal Altlık

Absorber Tabaka

Difüzyon Engeli

Koruyucu ve Anti-Yansıtıcı

Tabaka

Tabaka Kalınlıkları

Dr. Ali Ata ve grubu (GYTE, NAnoteknoloji Merkezi)

FotoVoltaik Hücreler

Üstünde Çalışılan Proje Başlıkları

Yeni nesil PV hücreleri için temel olan CIS, CIGS, CdS, CdTe ve GaAs gibi İkili ve üçlü faz sistemlerin optimizasyonu sağlıyarak yüksek verimli (%20 ve üzeri) single junction solar cell yapmak.

Optimizasyonu sağlanmış ikili üçlü sistemler kullanılarak fabrikasyona yönelik process development üstünde çalışılarak yüksek verimliğe (%50 ye varan) sahip uzun ömürlü çok katlı güneş hücreleri üretmek.

Uygulamaya yönelik mühendislik çalışması yapılarak %60 ve üzeri verimlilik sağlıyacak güneş panelleri dizayn edilmesi

Fotovoltaik Üretim Teknikleri

•Chemical Bath

•Sputter Deposition

•E-beam evaporation

GYTE Fizik Bölümünde, negatif

kırılma indeksli malzemeler

keşfedilmek üzere….

DENİZALTI VE MAYIN TARAMA GEMİLERİ

İÇİN NANOKOMPOZİT MALZEMELER

Mayın tarama gemileri manyetik olmayan

malzemelerden yapılmak zorunda olduğu

için pervane ve şaftlar daha çabuk yıpranır.

Bu ise bakım sürelerinin ve masraflarının

artmasına sebep olmaktadır.

Seramik kaplama istenen randımanı

veremiyor.

Seramik içerisine alimunyum oksit ve

titanyum oksit katkılandırıldığında,

•daha güçlü,

•daha yapışkan,

•daha esnek

bir yapı kazanıyor.

Kullanım Alanları

1. Mayın tarama gemilerinin pervane ve şaftlarında

2. Denizaltıların açılan kapaklarında ve küreli valflerinde

3. Gemilerdeki 80 tonluk klimalarda

MOLEKÜLER MAKİNALAR

NANO HAREKET ETTİRİCİ

Kaynak: IBM

NANOTIP UYGULAMALARI

NANO FABRİKA

KNT’lerin avantajları

(1) Küçük çap

(2) Uzun boy

(3) Oldukça iyi iletken

(4) Yüksek mekanik güç

KNT kullanılarak üretilmiş

bir Spin valf cihazı( A. J. Epstein )

SK yönlenimi polarize mikroskop görüntüleriyle ve

kapasitans ölçümleriyle görülmektedir.

Nanotüplerin de beraberce yönlendiğini nasıl

anlayabiliriz? İLETKENLİK ÖLÇÜMLERİ

0 2 4 6 8 10

0

200

400

600

800

1000

conducta

nce / m

S

voltage / V

pure E7

E7+SWNTSK’in eşik yönlenim voltajı

geçilir geçilmez iletkenlikte

ciddi bir artış

gözlemlenmektedir

Nanotüpler yalıtkan

yönlenimden iletken

yönlenime dönmektedir.

Elektriksel karıştırma

Küçük Boyutlarda Alışılmadık Özellikler:

Yüzey Alanının Hacme Oranı Artar.

Dolayısıyla yüzey atomlarının hacim atomlarına oranı artar.

Tipik bir malzeme için

1 cm kenarlı bir küp için yüzey/hacim oranı: 0.6*10-7

1 nm kenarlı bir küp için yüzey/hacim oranı: 0.6

Farklı fiziksel kuvvetler etkili olmaya

başlar, varlığına alıştığımız bazı

kuvvetler de önemini yitirir:

Gravitasyon hacime(kütleye) bağlı olarak

artıp azalırken, Van der Waals ve yüzey

etkileşimleri yüzey alanıyla artıp azalır.

Momentum daha az önemli hale

gelirken, termal etkiler daha büyük

önem kazanır. Kuantum etkiler

iyice baskın hale gelir.

Boyutla Değişen Özellikler:

1. Kimyasal Özellikler- reaktivite-katalitik özellikleri

2. Termal Özellikler- Erime sıcaklığı

3. Mekanik Özellikler- yapışma- kapillary kuvvetler

4. Optik Özellikler- Işığın soğurulma ve saçılması

5. Elektriksel Özellikler- Tünelleme Akımları

6. Manyetik Özellikler- Super paramanyetik etkiler