Liquid Crystal Templated Synthesis of Metal Oxides and Their Characterization

Abstract

Sıvı kristaller, katılar ve sıvılar arasında özellikler gösteren fazlar olup malzeme bilimi ve teknolojisinde önemli bir yere sahiptir. Bu malzemeler, moleküllerinin dizilimi ve hareket serbestliği sayesinde hem sıvıların hem de kristallerin özelliklerini birleştirir. Özellikle termotropik ve liyotropik sıvı kristaller, sıcaklık ve çözücü konsantrasyonuna bağlı olarak farklı fazlara geçiş yapabilen yapılar sunar. Sıvı kristallerin sergilediği mezofazlar moleküler dizilimine göre sınıflandırılır. Bu mezofazlar, özellikle optoelektronik uygulamalarda, sensörlerde ve biyomimetik malzemelerde önemli rol oynar. Yüzey aktif maddeler, suyun varlığında çeşitli liyotropik sıvı kristal (LLC) mezofazları oluşturmak üzere organize olurlar. Bu tezde, Sıvı Kristal mezofazları kullanılarak Molibden trioksit filmleri sentezlendi ve bu filmler farklı karakterizasyon teknikleri kullanılarak karakterize edildi. Ayrıca, Sıvı Kristal şablonlu Çinko oksit ince filmler aynı şekilde sentezlendi ve farklı karakterizasyon teknikleri kullanılarak karakterize edildi. Ayrıca, Çinko Oksit filmler için pozitif yüklü CTAB yüzey aktif maddesinin filmler üzerindeki etkisi araştırıldı. Farklı kalınlıklardaki çinko oksit filmlerin Tauc Plot ile bant aralığı hesaplaması yapıldı. Ayrıca, Metal Organik Çerçevelerden biri olan ZIF-8, Çinko oksit ince filmler üzerinde sentezlendi ve karakterize edildi.

Liquid crystals are phases that exhibit properties between solids and liquids and have an important place in material science and technology. These materials combine the properties of both liquids and crystals thanks to the arrangement and freedom of movement of their molecules. In particular, thermotropic and lyotropic liquid crystals offer structures that can transition to different phases depending on temperature and solvent concentration. The mesophases exhibited by liquid crystals are classified according to their molecular arrangement. These mesophases play an important role especially in optoelectronic applications, sensors and biomimetic materials. Surfactants organize to form various lyotropic liquid crystal (LLC) mesophases in the presence of water. In this thesis, Molybdenum trioxide films were synthesized using Liquid Crystal mesophases and these films were characterized using different characterization techniques. In addition, Liquid Crystal templated Zinc oxide thin films were synthesized in the same way and characterized using different characterization techniques. In addition, the effect of positively charged CTAB surfactant on the films was investigated for Zinc Oxide films. Band gap calculation of zinc oxide films with different thicknesses was performed with Tauc Plot. Also, one of the Metal Organic Frameworks, ZIF-8, was synthesized and characterized on Zinc oxide thin films.