Physics / Fizik
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/6
Browse
563 results
Search Results
Article Citation - WoS: 1Citation - Scopus: 1Modeling Cosmological Perturbations of Thermal Inflation(IOP Publishing, 2024) Bae, Jeong-Myeong; Hong, Sungwook E.; Zoe, HeeseungWe consider a simple system consisting of matter, radiation and vacuum components to model the impact of thermal inflation on the evolution of primordial perturbations. The vacuum energy magnifies the primordial modes entering the horizon before its domination, making them potentially observable, and the resulting transfer function reflects the phase changes and energy contents. To determine the transfer function, we follow the curvature perturbation from well outside the horizon during radiation domination to well outside the horizon during vacuum domination and evaluate it on a constant radiation density hypersurface, as is appropriate for the case of thermal inflation. The shape of the transfer function is determined by the ratio of vacuum energy to radiation at matter-radiation equality, which we denote by upsilon , and has two characteristic scales, ka and kb , corresponding to the horizon sizes at matter radiation equality and the beginning of the inflation, respectively. If upsilon MUCH LESS-THAN1 , the Universe experiences radiation, matter and vacuum domination eras and the transfer function is flat for kMUCH LESS-THANkb , oscillates with amplitude 1/5 for kbMUCH LESS-THANkMUCH LESS-THANka and oscillates with amplitude 1 for k >> ka . For upsilon >> 1 , the matter domination era disappears, and the transfer function reduces to being flat for kMUCH LESS-THANkb and oscillating with amplitude 1 for k >> kb .Article Anisotropic Tunability of Vibrational Modes in Black Phosphorus Under Uniaxial Compressive/Tensile Strain(Wiley, 2023) Li, Hao; Kutlu, Tayfun; Carrascoso, Felix; Şahin, Hasan; Munuera, Carmen; Castellanos Gomez, AndresStrain engineering is a powerful strategy for tuning the optical, electrical, vibrational properties of 2D nanomaterials. In this work, a four-point bending apparatus is constructed to apply both compressive and tensile strain on 2D anisotropic black phosphorus flake. Further polarized Raman spectroscopy is used to study the vibrational modes of black phosphorus flakes under uniaxial strain applied along various crystalline orientations. Here, a strong anisotropic blue/redshift of A1g, B2g, and A2g modes is found under compressive/tensile strain, respectively. Interestingly, mode A1g exhibits the maximum/minimum shift while mode B2g and mode A2g present the minimum/maximum shift when the strain is applied along armchair/zigzag direction. Density functional theory calculations are carried out to investigate the anisotropic strain response mechanism, finding that the strain-induced regulation of the PP bond angle, bond length, and especially interlayer interaction has a giant influence on the Raman shift. A four-point bending apparatus is constructed to study the effect of uniaxial strain on the vibrational property of anisotropic black phosphorus. Particularly, strong anisotropy on the Raman blueshift/redshift rate upon compressive/tensile strain can be observed, which results from the strain-induced regulation of the bond angle, bond length, and interlayer interactions according to density functional theory calculation analysis.imageResearch Project Yüksek sıcaklık üstüniletkenlerindeki özgün Josephson eklemlerinin tünelleme karakteristiği(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2004) Özyüzer, Lütfi; Kurter, Cihan; Eğilmez, Mehmet; Günel, AylinYüksek sıcaklık üstüniletkenlerinin, üstüniletkenlik mekanizmasının anlaşılması için çok büyük emek harcanmaktadır. Deneysel tekniklerde biri olan tünelleme spektroskopisi (üstüniletken-yalıtkan-normal metal (SIN) ve üstüniletken-yalıtkan-üstüniletken (SIS)), elektronların çiftlenme mekanizması hakkında önemli bilgiler verir. Yüksek sıcaklık üstüniletkenlerinin büyük anisotropisi ve aşırı kısa koherens uzunluğu sebebiyle hala tekrarlanabilir düzlemsel tünel eklemler üretilememiştir. Kristal yapılarının kompleks olmasına karşın, bütün yüksek sıcaklık üstüniletkenleri bazı katmanları Cu ve O dan oluşan kare örgülerden oluşur. Üstüniletkenlik bu CuO2 düzlemlerdeki kuvvetli etkileşen elektronlardan kaynaklanırken birim hücredeki diğer katmanlar pasif boşluk doldurucular veya yük depoları gibi davranır. Bu mükemmel katmanlı yapı kullanılarak, Bi2Sr2CaCu2O8+d tek kristalleri veya c-exseni boyunca büyütülmüş incefilmleri kullanılarak mesa yapılar üretilebilir ve bunlar özgün Josephson eklemleri olarak isimlendirilir. Bu çalışmada, fotolitografi ve Argon iyon demeti milling yöntemi ile 10x10 mıkrometre ve 20x20 mıkrometre boyutlarında Bi2Sr2CaCu2O8+d tek kristalleri üzewrine özgün Josephson eklemleri hazırlanmıştır. Elde edilen eklemlerin, geniş bir sıcaklık aralığında (4.2-300 K) akım-gerilim ve tünelleme iletkenliği ölçülmüştür. Bir SIN eklemin tünelleme iletkenliği durum yoğunluğu ile orantılı olduğundan, SISISI… eklemleri seriside de bu durum yoğunluklarının birleştirilmesinden oluşur. Özgün Josephson eklemlerinin tünelleme iletkenliğide sonuçta, incelenen üstüniletkenin durum yoğunluğunun spektral özelliklerini (örneğin keskin sankiparçacık (quasiparticle) pikleri ve “dip” ve “hump”) göstermesi gerekir. Bu özellikler optimum doping yapılmış Bi2Sr2CaCu2O8+d örnekler için incelenmiş ve yasak enerji aralığının ve Josephson akımının dopinge bağımlılığı bulunarak SIN ve SIS ile elde edilenlerle karşılaştırılmıştır. Özgün Josephson eklemleri ve SIS lerin karşılaştırılması sonucunda tamamen farklı karakteristiklere sahip oldukları görülmüştür. Bu özelliklerin özgün Josephson eklemlerinde ısınma ve sankiparcacık enjekte edilmesi ile açıklanmıştırResearch Project Üstüniletken MgB2 tellerin üretimi ve karakterizasyonu(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2005) Okur, Salih; Özyüzer, Lütfi; Abukay, Doğan; Emirdağ, Mehtap; Tanoğlu, Metin; Eğilmez, MehmetMgB2 alaşımının 39 K lik Tc kritik sıcaklığına sahip bir üstüniletken olduğunun 2001 de keşfedilmesi çok iyi üstüniletken olduğu bilinen NbTi ve NbsSn malzemelerinin yanısıra uygulamaya daha yakın yeni bir üstüniletken malzeme olma ümidini de artırmıştır. O günden bu güne MgB2 üstüniletken tellerin üretilmesi konusunda çok etkileyici bir aşama kaydedilmiştir. Daha yüksek kritik akım yoğunluğuna ulaşmak için gerekli parametrelerin araştırılması konusunda birkaç teknik geliştirilmiştir. Bunların arasında 'tüp içinde toz ' (TIT) adı verilen metot diğerlerine göre daha pratik ve ümit verici gözükmektedir. Bazı metal ve alaşımların TIT işleminde kılıf malzeme olarak kullanılmaya uygun bulunmuştur. Bunlardan demir ve alaşımları kısmen MgB2 özelliğini bozmadığı gibi manyetik ekranlama yaparak dış manyetik alanların kritik akım üzerindeki yan etkilerini azaltarak daha yüksek değerlere ulaşılmıştır. TIT yöntemi ile MgB2 üretimi sırasında iki farklı teknik vardır. Birisinde reaktif MgB2 tozlar kulanılırken diğerinde belli kimyasal oranlarda karıştırılmış reaktif olmayan Mg+2B tozları kullanılmaktadır. Daha sonra bu tozlar reaksiyon yapmayan bir tüp veya kapsül içine kapatılıp 900 ile 1000 °C civarında belirli bir süre tavlanmaktadır. Bu yöntem ile Demir kılıflı MgB2 üstüniletken tellerinden 15 K de 10 A/cm civarında bir Jc kritik akım yoğunluğuna ulaşılmıştır. Bu projede ilk adım olarak borik asitten M&B2 elde edilmiş ve elde edilen MgB2 in yapısını XRD ve SEM EDX mikroskopu ile karakterize edilmiştir. Uygun bir saflığa sahip MgB2 e ulaşıldığında elektriksel ve manyetik özellikleri pellet haline getirilip incelenmiştir, ikinci adımda ise üretilen MgB2 tozlarından üstüniletken MgB2 tel ve teyplerin TIT yöntemi ile üretilmiştir ve Cu, Fe, ve paslanmaz çelik gibi MgB2 ile etkileşmeyen malzemeler kılıf olarak kullanılanarak üretilmeye çalışılmış ve bu üstüniletken MgB2 tellerin özdirenç ve manyetik alana bağlı olarak kritik akım (Jc) karakteristiğinin sıcaklığa bağımlılığı incelenmiştir.Research Project Büyük hadron çarpıştırıcısında kara madde parçacığının aranması(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2007) Demir, Durmuş Ali; Cankoçak, KeremÇeşitli astrofizik ve kozmolojik gözlemler evreni oluşturan toplam madde miktarının yaklaşık ¼ ünün kara madde tabir edilen ışık saçmayan, ağır ve uzun ömürlü parçaçıklardan oluştuğunu göstermektedir. Ancak parçacık fiziğinin deneylerle mükemmel uyum gösteren standart modeli böyle bir yapıyı öngörmemekte, böyle bir yapıya yol açabilecek herhangi bir parçaçığa da sahip bulunmamaktadır. Bu bağlamda, bu tür bir yapıyı oluşturabilmek için ve diğer bir takım kavramsal sebeplerden dolayı, standart modelin genişletilmesi gerekmektedir. Yaygın olarak bilinen iki genişletme, ek uzayzaman boyutları ve süpersimetrik modeller, bu proje çalışmasının ana konularıdir. Her iki alanda da çeşitli çalışmalar yapılmış, kara madde adayının özellikleri belirlenmiş, yeni modeller oluşturulmuş ve kara madde parçaciğinin yaklaşmakta olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı deneylerinde gözlemlenme koşulları analiz edilmiştir.Research Project Terahertz ışıyan mesalarda C-ekseni Josephson akım yoğunluğunun yüzey alan ve oksijen doping bağımlılığı(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2013) Özyüzer, Lütfi; Selamet, YusufTerahertz dalgaları, yolcuların havaalanında taranması, patlayıcı ve ilaç tayini, güvenli kablosuz iletişim ve tıpta kanser tanısı gibi bir çok alanda önemli uygulama alanina sahiptir. Yakın zaman önce Bi2Sr2CaCu2O8+d (Bi2212) tek kristallerinden yapılan mesaların, küçük boyutlu bir kaynak olarak yüksek güçte terahertz ışıması yapabildiği kanıtlanmıştır. Katmanlı yüksek sıcaklık süperiletkeni Bi2212, özgün Josephson eklemleri olarak adlandırılan Josephson eklemlerinin doğal yığınlarına sahiptir. Terahertz ışıması, elektromagnetik spektrumun mikrodalgalar ile uzak-IR arasında yer alan bölümüdür. Bu bölge 0.1-10 THz frekans aralığına ve 3 mm den 0,03 mm ye dalga boyu aralığına sahiptir. Bu çalışmada farklı alanlara sahip (300×50, 200×50, 100×50 μm2 ) mesa yapıları aynı kristal üzerinde oluşturulmuştur. İlk önce tavlanmış olan kristaller safir altaş üzerine yapıştırılmıştır ve ardından yontma işlemi gerçekleştirilmiştir. Daha sonra 100 nm kalınlığında altın kaplanmıştır ve ardından e-demeti litrografisi tekniği ile Ar iyon demeti aşındırma yöntemleri kullanılarak üçlü mesa yapıları elde edilmiştir. Üretilen mesaların alanları çok küçük olduğundan dolayı elektriksel ölçüm almak için oluşturulacak kontakları kolaylaştırmak amacıyla CaF2 yalıtkan tabaksı kaplanmıştır. En son olarak da gümüş epoksi kullanılarak kontaklar alınmıştır. Mesa üretimi tamamlandıktan sonra SEM ve yüzey profilometrisi kullanılarak üretilen mesaların tam boyutları tayin edilmiştir. Elektriksel karakterizasyon için R-T, I-V ölçümleri alınmıştır. I-V karakteristiklerine bakılarak bir mesa için kritik akım değerleri tayin edilerek, Josephson kritik akım yoğunlukları hesaplanmıştır. Çalışmanın sonucunda Josephson kritik akım yoğunluğunun mesa alanının artmasıyla azaldığı gözlenmiştir. Dahası, yüksek boyutlu mesalarda ısınma etkilerinin baskın olmasından dolayı, akım gerilim grafiklerinde geri bükülme değerleri daha düşük voltajlarda gözlenmiştir.Research Project Sayısal çok-tanecik fiziği yöntemlerini kullanarak yüksek-sıcaklık süperiletkenleri ile manyetik yarıiletkenlerin elektronik özelliklerinin incelenmesi(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2013) Bulut, Nejat; Mayda, Selma; Kandemir, ZaferKuantum çok-tanecik fiziğinin sayısal yöntemlerinin uygulandığı bu proje iki bağımsız kısımdan oluşmaktadır. Birinci kısımda d(x2 − y2)-simetrili yüksek-sıcaklık süperiletkenliği Hubbard modeli çerçevesinde kuantum Monte Carlo simülasyonları kullanarak incelenmiştir. Burada bir merdiven örgü üzerine yerleştirilmiş olan Hubbard modeli için d(x2 − y2)-simetrili süperiletkenliğin gücü incelenmiştir. Özellikle de Cooper eşleşmesini sağlayan potansiyelin sıcaklık, elektron yoğunluğu, fermiyonların momentum ve enerjisinin fonksiyonu olarak hesaplanmıştır. Bu çalışmalar Cooper eşleşmesini sağlayan potansiyelin çok kuvvetli olabileceğini, ve ayrıca bu potansiyelin kuvvetinin de model parametrelerine ve Cooper çiftinin göreceli momentum ve enerjisine hassas bir şekilde bağlı olduğunu göstermiştir. Kuantum Monte Carlo simülasyonlarında karşılaşılan "işaret problemi" de burada incelenmiş ve d(x2 − y2)-simetrili Cooper çiftini oluşturan potansiyelin en kuvvetli olduğu zaman "işaret probleminin" de en kötü olduğu bulunmuştur. Bunlar determinental kuantum Monte Carlo simülasyonlarında karşılaşılan "işaret probleminin" fermiyonlar arasındaki etkileşmenin çok kuvvetlenmesinden kaynaklanabileceğini önermektedir.Research Project İnce film güneş pilleri için titanyum üzerine mıknatssal saçtırma tekniğiyle üretilmiş Cu2ZnSnS4 yarıiletkeni(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2013) Aygün Özyüzer, Gülnur; Yanmaz, Ekrem; Yazıcı, Şebnem; Olgar, Mehmet Ali; Akça, Fatime GülşahGünümüz ince film fotovoltaik teknolojisinde, yaygın olarak kullanılan üç tür yarıiletken bileşik vardır. Bunlar, halihazırda %20’lerde verim sağlayabilen CdTe, CuInxGa1-xS(Se)2 (CIGS) ve %10 verim sağlayan ince film amorf silisyumdur. Bu bileşiklerin içeriğindeki In, Ga ve Te gibi elementlerin yüksek maliyeti, düşük yeryüzü rezervi ve toksik özellik göstermesi gibi dezavantajlara sahip olması sebepleriyle, çevreye dost ve düşük maliyetli Cu2ZnSnS4 (CZTS) bileşiğinin yeni nesil güneş hücresi teknolojisinde kullanılması için çalışmalara başlanmıştır. CZTS bileşiği direk yasak bant aralıklı bir yarıiletken olup, soğurma katsayısı 104 cm-1 in üzerinde, yasak bant aralığı ise 1.45– 1.6 eV civarındadır ve yüksek verimli ideal güneş hücresi için mükemmel bir adaydır. Bu projede, CZTS güneş hücresi soğurucu tabakası, yüksek vakumda dört-kaynaklı mıknatıssal saçtırma yöntemiyle, Ti ince film kaplı sinterflex seramik alttaşlar üzerine büyütülmüştür. Ayrıca, esnek metalik alttaş olarak, Ti ve Mo folyolar kullanarak da büyütmeler gerçekleştirilmiştir. Büyütülen ince filmler, sülfür tozu kullanılarak 500 ºC’nin üzerinde argon (Ar) gazı eşliğinde sülfürleme işlemi yapılmıştır. Örneklerimizin yapısal karakterizasyonları; XRD, Raman Spektroskopisi, XPS, EDS ve SEM analizleri aracılığıyla yapılmıştır. XRD analizinde, kesterit yapıdaki CZTS bileşiğinin öncül olarak 2Ө=28.57o ’de oluşması gereken (112) yüzeyinden gelen kırınım piki ve diğer karakteristik pikler gözlemlenmiştir. Raman Spektroskopi analizi sonucunda ise 338 ve 287 cm-1 de görülen pikler XRD analizini desteklemektedir. SEM görüntülerinde CZTS kristallerin oldukça yoğun, birbirine geçmiş homojen bir yapıya sahip olduğu ve geniş tane büyüklükleri içerdiği gözlenmiştir. UVspektrofotometreden aldığımız geçirgenlik ve yansıtıcılık ölçümleri yardımıyla örneklerimizin ortalama 1.55 eV yasak bant aralıklı olduğu hesaplanmıştır. Sıcaklığa bağlı elektriksel ölçümlerde ise dört nokta metodu ile yüzey direnci ve özdirenci; Van der Pauw metoduyla da p-tipi yarıiletken yapısında, deşik taşıyıcı yoğunluğunun 6.8x1020 cm-3, mobilitelerinin ise 0.40 cm2/Vs olduğu bulunmuştur.Article Citation - WoS: 2Citation - Scopus: 2Cosmological States in Loop Quantum Gravity on Homogeneous Graphs(American Physical Society, 2023) Baytaş, Bekir; Yokomizo, N.We introduce a class of states characterized by proposed conditions of homogeneity and isotropy in loop quantum gravity and construct concrete examples given by Bell-network states on a special class of homogeneous graphs. Such states provide new representations of cosmological spaces that can be explored for the formulation of cosmological models in the context of loop quantum gravity. We show that their local geometry is described in an automorphism-invariant manner by one-node observables analogous to the one-body observables used in many-body quantum mechanics, and compute the density matrix representing the restriction of global states to the algebra of one-node observables. The von Neumann entropy of this density matrix provides a notion of entanglement entropy of a local region that is invariant under automorphisms and can be applied to states involving superpositions of distinct graphs. © 2023 American Physical Society.Article Citation - WoS: 11Citation - Scopus: 13Proteolysis of Micellar Β-Casein by Trypsin: Secondary Structure Characterization and Kinetic Modeling at Different Enzyme Concentrations(MDPI, 2023) Vorob’ev, Mikhail M.; Açıkgöz, Burçin Dersu; Güler, Günnur; Golovanov, Andrey V.; Sinitsyna, Olga V.Tryptic proteolysis of protein micelles was studied using β-casein (β-CN) as an example. Hydrolysis of specific peptide bonds in β-CN leads to the degradation and rearrangement of the original micelles and the formation of new nanoparticles from their fragments. Samples of these nanoparticles dried on a mica surface were characterized by atomic force microscopy (AFM) when the proteolytic reaction had been stopped by tryptic inhibitor or by heating. The changes in the content of β-sheets, α-helices, and hydrolysis products during proteolysis were estimated by using Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy. In the current study, a simple kinetic model with three successive stages is proposed to predict the rearrangement of nanoparticles and the formation of proteolysis products, as well as changes in the secondary structure during proteolysis at various enzyme concentrations. The model determines for which steps the rate constants are proportional to the enzyme concentration, and in which intermediate nano-components the protein secondary structure is retained and in which it is reduced. The model predictions were in agreement with the FTIR results for tryptic hydrolysis of β-CN at different concentrations of the enzyme.