Physics / Fizik
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/6
Browse
6 results
Search Results
Research Project İki boyutlu elektronik uygulamalar için silisen üretimi(2015) Çelebi, Cem; Fırat, VolkanGerçekleştirilen projede, günümüzde önemi gittikçe artan, sadece silikon atomlarından oluşmuş tek atom kalınlığındaki silisen malzemesinin üretilmesi ve karakterizasyonlarının yapılması amaçlanmıştır. Molibden Disülfid (MoS2) ve Boron Nitrür (BN) gibi iki boyutlu malzeme ailesi içerisinde yer alan ve tıpkı karbon nanotüplerdeki gibi kristal oryantasyonuna bağlı olarak yarımetalik, iletkenlik veya yarıiletkenlik gibi birçok farklı elektiriksel özellik sergilemesi öngürülen silisen üzerine yapılan çalışmalar büyük ölçüde teorik hesaplamalar çerçevesinde kalmıştır. Ancak Ag, Ir gibi iletken tabanlarda büyütülebilen silisenin yalıtkan yüzeylere aktarılamaması, bu malzeme üzerine yapılması öngörülen ve silisenin kendisine has yapısal, elektronik ve optik özelliklerinin belirlenmesine yönelik deneysel çalışmalar çok büyük ölçüde sınırlı kalmaktadır. Bu nedenle silisenin dielektrik veya yalıtkan bir yüzeye aktarılması veya böyle bir yüzeyde büyütülebilmesi büyük önem kazanmaktadır. İletken tabanla elektronik etkileşimlerden dolayı, sadece silisenin kendisine ait karakteristik Raman spektroskopisi ölçümleri bulunmamaktadır. Proje kapsamında gerçekleştirilen deneylerde, ultra yüksek vakum (UHV) koşulları altında silisyum atomları bir SiC katı kaynağından buharlaştırılarak, bu silisyum atomlarının 6H-SiC kristali üzerinde büyütülen epitaksiyel grafen tabakaları ve 6H-SiC(0001) yüzeyi tabanına gönderilmiştir. Grafen ve altıgen kristal örgü yapılı SiC yüzeyinde silisen büyütme çalışmaları farklı hedef alttaş sıcaklıklarında sistematik olarak gerçekleştirilmiştir. SiC yüzeylerinde ve epitaksiyel grafen üzerinde silisen katmanı üzerinde Raman spektroskopisi ölçümleri yapılmıştır. SiC yüzeyindeki epitaksiyel grafen tabakası üzerinde büyütülen silisen katmanları mekanik ayrıştırma ile SiO2/Si yalıtkan alttaşlara aktarılmıştır. Elde edilen örneklerde silisen katman veya katmanlarının oluşup oluşmadığı SEM, EDX, STM, Optik Mikroskop ve Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) yöntemleri kullanılarak incelenmiş ve bu ölçümlerden elde edilen verilerin analizleri yapılmıştır.Research Project Epitaksiyel Grafen Nanoşerit Ağları(2016) Çelebi, Cemİki boyutlu balistik taşınım, oda sıcaklığında kuvantum hall etkisi, Klein paradoksu ve majorana fermiyonları gibi birçok olağanüstü fiziksel olgunun ilk kez gözlemlendiği tek katman grafende, bir yasak enerji bandı aralığı bulunmamaktadır. Bu durum grafenin, özellikle mikroelektronik ve optoelektronik alanlarında, transistör veya optik duyarlı malzeme olarak kullanılabilmesini engellemektedir. İki boyutlu grafende yasak enerji bandı aralığı oluşturmak için, grafeni kuvantum noktası veya nanoşerit gibi daha düşük boyutlarda kuvantize olmuş yapılara dönüştürmek gerekmektedir. Bu gibi nanoyapıların fabrikasyonu için e-demeti litografisi ve/veya taramalı tünelleme mikroskobu (STM) litografisi gibi görece zahmetli ve karmaşık nanofabrikasyon teknikleri kullanılmaktadır.Research Project Silikon karbür nanotel / karbon nanotüp heteroyapılı hibrat alan emisyon elektron kaynağı(2018) Çelebi, CemProje kapsamında yapılan deneylerle, Silikon Karbür (SiC) yarıiletkeninin üstün malzeme özelliklerinin ve grafen yapısının muazzam alan emisyon özelliğinin biraraya getirilmesiyle, SiC nanotel/karbon nanotüp yapılı bir elektron kaynağının üretimi yapılmıştır. SiC nanotel/karbon nanotüp heteroyapısının fabrikasyonu nanoküre litografisi, reaktif iyon aşındırma ve epitaksiyel grafen büyütme gibi bir dizi ardışık metod kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Nanofabrikasyonu yapılan elektron kaynağının vakum ortamında uygulanan sürme elektrik alanlar altında, alan emisyon tünelleme akım değerleri saptanmıştır. Bu deneyler farklı en/boy oranlarına sahip bir dizi SiC nanotel örneği için tekrarlanarak, alan emisyon eşik potansiyel değeri en düşük, yüksek akım yoğunluklu elekton demeti oluşturan elektron kaynağının yapısal ve elektriksel özellikleri belirlenmiştir. Bu ölçümler UV ışık etkisi altında tekrarlanarak, SiC yarıieltken kristalinde açığa çıkan fotoelektronların alan emisyon elektron akımına katkısı incelenmiştir. Literatürdeki örneklerle karşılaştırıldığında, proje kapsamında üretilen SiC nanotel/karbon nanotüp heteroyapısının çok daha az bir enerji ile (düşük elektrik alan) yüksek koherentlikte ve yüksek akım yoğunluklarında elektron demeti yaydığı bulunmuştur. Özellikle en/boy oranı 10?un üzerinde olan ve çeperleri grafenleştirilmiş SiC nanotel örneklerinden elde edilen alan emisyon akım yoğunluğunun, UV ışık altında çok daha yüksek değerlere ulaşabildiği gösterilmiştir. Tamamlanan proje ile üretimi yapılan nanoyapılandırılmış hibrit alan emisyon kaynağı üzerine gerçekleştirilen bu araştırmayla, ülkemizin ihtiyaç duyduğu teknolojik altyapı ve bilgi birikimine katkı sağlandığı düşünülmektedir. Verimi yüksek bir alan emisyon elektron kaynağının yerli imkânlarla üretilip geliştirilmesinin, proje raporu önsözünde bahsedilen teknolojik cihazların imal edilmesi konusunda ülkemizin dışa bağımlılığını azaltması beklenmektedir.Research Project Biyotaklit güneş yakıt cihazı için grafen temelli elektrotlar(2019) Ocakoğlu, Kasım; Çelebi, Cem; Ünlü, Cumhur Gökhan; Tozlu, CemYirmi birinci yüzyılın en büyük sorunu artan dünya nüfusuyla beraber enerji ihtiyacında gözlenen artıstır. Bu ihtiyacı karsılamak amacıyla bilim dünyası çevre dostu, yenilenebilir alternatif enerji kaynakları arayısına yönelmistir. Günes enerjisi, günes ısıgını absorblayarak enerji dönüsümü saglayan yeni materyaller sayesinde süphesiz en çok ümit vadeden alternatif enerji kaynagı olarak karsımıza çıkmaktadır. Bu projenin amacı, hali hazırda günes enerjisinden yararlanarak yakıt elde edebilen cihazlara kıyasla daha üstün özelliklere sahip, yeni günes-yakıt cihazları için elektrodlar tasarlamaktır. Dolayısıyla elde edilecek olan bu elektrodun tasarımında elektrik iletimindeki benzersiz özellikleri ve düz bir yüzeye sahip olması nedeniyle tek katmanlı grafen yüzeyler kullanılmıstır. Grafen, Cyanidioschyzon merolae (C. Merolae) gibi dogal fotosentetik sistemlerden enerji transferinde neredeyse ideal bir elektrod gibi davranır. Bu hedeften yola çıkarak oldukça kararlı dogal fotosentetik kompleksler, fonksiyonel gruplar ile modifiye edilmis grafen kaplı elektrod yüzeyine spesifik olarak baglanmıstır. Proje kapsamında (i) daha önce kullanılan elektrodların aksine, ısık absorblayan fotosentetik kompleks yapıların yüzeye spesifik bir sekilde baglandıgı elektrodların eldesi, (ii) kontrollü bir oryantasyonun saglanmasıyla ısık absorpsiyonunun arttırılması ve bunun bir sonucu olarak foto dönüsüm verimliliginin yükselmesi, (iii) elde edilen elektrodun bir yıgın heteroeklem (BHJ) günes hücresi içindeki aktivitesinin incelenmesi, hedeflenmistir. Bu amaçla genis bir literatür arastırması yapılmıs, mevcut metodlara yeni yaklasımlar önerilmistir. Yüksek düzeyde disiplinlerarası özellikte olan bu proje çalısmasında, spektroskopiden moleküler biyolojiye, fotosentetik komplekslerin biokimyasından grafen elektrodların nanomühendisligine, fotosentetik yapılardaki plasmonik ve plasmon artısına dahası günes hücresi çalısmalarına kadar uzanan genis bir yelpazede deneyim sahibi olmayı sunmaktadır. Tüm bu disiplinlerin bir araya gelmesiyle fotoelektrokimyasal enerji dönüsümün gerçeklesebilmesi için gereken tecrübe ve uzmanlık temin edilmis olacak ve ?yesil? biyofotoelektrod yapım hedefi amaçlanmıstır. Proje içerigi, Bilim ve Teknoloji Yüksek Kurulu (BTYK) ve TÜBITAK tarafından Ulusal Bilim ve Teknoloji Politikaları kapsamında belirlenen Vizyon 2023 Strateji Belgesi'nde, öncelikli stratejik teknoloji alanları içinde, nanoteknoloji baslıklı kısmın, nanoelektronik, nanofotonik ve nanobiyoteknoloji alt baslıkları ile ilgili olup ülke öncelikleri arasındadır.Master Thesis The Effect of Atmospheric Gases on the Electrical Stability of Graphene(Izmir Institute of Technology, 2017) Kalkan, Sırrı Batuhan; Çelebi, CemIn this thesis, adsorbate induced variations in the electrical conductivity of graphene layers with two different types of charge carriers are investigated experimentally by using Transient Photocurrent Spectroscopy (TPS) method. In-vacuum TPS measurements taken for a duration of 5 ks, revealed that the adsorption/desorption of atmospheric adsorbates leads to a 45 % incerment and 110 % decrement in the conductivity of CVD graphene (p--type) and epitaxial graphene (n-type) layers on semi-insulation (SI) Silicon Carbide (SiC) substrates, respectively. The graphene layers on SI-SiC substrates are encapsulated and passivated with thin SiO2 film grown by Thermal Evaporation and Pulsed Electron Deposition (PED) techniques. The mesurements conducted for short periods and a few cycles showed that the thermal passivation of graphene layers is insufficient. However, the PED encapsulation process completely suppresses the time-dependent conductivity instability of graphene independent of its charge carrier type. The obtained results are used the construct an experimental model for identifying adsorbate related conductivity variations in graphene and also in other 2D materials with inherently high surface-to-volume ratio.Article Citation - WoS: 6Citation - Scopus: 6Cleavage Induced Rows of Missing Atoms on Znte (110) Surface(American Physical Society, 2013) Çelebi, Cem; Arı, Ozan; Senger, Ramazan TuğrulCleavage induced rows of linear vacancy structures on p-doped ZnTe (110) surface are studied at room temperature by using cross-sectional scanning tunneling microscopy (X-STM). The oscillating contrast superimposed on the Te-driven occupied states neighboring to the vacancy cores are characterized at the atomic scale in order to determine the type of the missing component on the ZnTe surface matrix. We identify three major intensity distributions associated with different vacancy states. The X-STM images of three possible configurations comprising Zn only, Te only, and ZnTe binary vacancy structures on the ZnTe surface are modeled by using ab initio density functional theory calculations. The comparison of the X-STM measurements of each individual vacancy state to the corresponding theoretical simulation showed that unlike the Te vacancy, which leads to a local depression, the absence of Zn only or ZnTe binary gives rise to hillock features on the neighboring Te states of the ZnTe (110) cleaved surface. The theoretical STM images calculated for an undoped ZnTe crystal imply that possible doping-related effects on vacancy-induced features can be disregarded for interpreting the experimentally observed vacancy structures in our samples.