Altın elektrotlar üzerindeki iletken polimer/cds yarı iletken nanotanecik/supramoleküler aktarıcı/elektron verici yapılar tarafından üretilen fotoakımlar

Bu proje altın bir elektrot yüzeyi üzerinde elektron akışı sağlayıcı iletken polimer tabaka, yarıiletken kadmiyum sülfür (CdS) nanotanecikleri ve kaliksaren içinde istiflenmiş elektron vericisinden meydana getirilecek bir sistem organizasyonunu anlatır. Yapılan çalışmada sentezlenen merkaptoanilin ve 4-merkaptoboronik asitle fonksiyonlandırılmış CdS nanotaneciklerinin merkaptoanilin fonksiyonu sayesinde altın elektrot üzerinde elektropolimerizasyonla polimerleşmiş iletken polimer tabaka P(4-(2,5-di(tiyofen-2-il)-1 Hpirol-1-il benzenamin) yani P(SNS-NH2)ye elektroplimerizasyon yoluyla bağlanmıştır. Daha sonra bu yarıiletken CdS nanotaneciklere, bu taneciklerin sahip olduğu boronik asit fonksiyonuna bu supramoleküler özelliğe sahip kaliks[4]aren, kaliks[6]aren ve kaliks[8]arenin kovalent bağ yoluyla bağlanmasıyla fotoelektrokimya dalında yepyeni bir sistem elde edilmiştir. Bu meydana getirilmiş sistem efektif bir akım ayrışmasını ve cok iyi derecede fotoakım elde edilmesini sağlayan bir elektron transfer akışını imkân verecektir. Özellikle ilginç olan taraf ise elektron verici olarak kullanılmış olan triiyodürün (I3 - ) kaliksaren kovuklarına olan supramoleküler birlikteliğin fotoakımın oluşmasında anahtar bir rol oynadığının anlaşılmasıdır. I3 - nin kaliksarenin kovuklarında istiflenişi, yarıiletken bir nanotanecik olan CdS nanotaneciklerinde oluşan valens bantta oluşacak elektron boşluğunu sürekli bir elektron akışı sağlayarak elimine etmiştir. Ayrıca bu kaliksaren türevlerinin fotoakım oluştutrulmasına olan etkileri birbirleriyle kıyaslanmıştır. Elde edilen fotoakımların kaliksarenlerin kovuk yarıçaplarıyla doğru orantılı bir şekilde arttığı anlaşılmıştır. Son olarak ortama değişik konsantrasyonlarda adamantan karboksilik asit eklenerek, bu maddenin sistemin ürettiği fotoakıma olan etkisi gözlemlenmiştir. Böylelikle bu önerilen sistemde supramoleküllerin fotoakım oluşturmada öneminin büyüklüğü çok iyi bir şekilde görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Yarıiletken nanotanecikler, fotoakım, fotoelektrokimya, supramoleküller, kaliksarenler, iletken polimerler.

This project has demonstrated the supramolecular organization of an electron relay conducting polymer /CdS NP/electron donor assembly on an electrode surface. Mercaptoaniline and mercaptoboronic acid functionalized CdS nanoprticles was bonded onto conducting polymer of 4-(2,5-di(thiophen-2-yl)-1H-pyrrol-1-yl)benzenamine (SNS-NH2) via electropolymerization by using their mercaptoaniline function after electropolymerization of (SNS-NH2) on gold surface.Then calix[4]arene, calix[5]arene and calix[6]arene were tethered by using covalent bond to boronic acid functionalized CdS nanoparticles and making of the system was finished. The organized structure enabled an electron transfer cascade that led to effective charge separation, and to efficient generation of photocurrents. Particularly interesting is the observation that the supramolecular association of I3– to the calixarene cavity plays a key function in the generation of the photocurrent. The encapsulation of I3– in the calixarene cavities yields a high local concentration of the hole-scavenger at the semiconductor surface, thus eliminating the rapid electron-hole recombination in the semiconductor NPs. The local concentration of I3– (a reversible electron donor) at the semiconductor surface by means of the calixerene receptor sites has a further advantage, as high bulk concentrations of I3– cannot be employed to scavenge the valence-band holes due to its absorbance in the visible light region. Effect of different calixarenes on obtained photocurrent was investigated and it was found that when cavity diameter of the calixarene is increasing, obtained photocurrent value is increasing. Finally,by adding of adamantane carboxylic acid with varied concentrations, effect of this matter on the photocurrent was searched. By doing these, how importance of the calixarenes at generating photocurrent was understood very well.