Physics / Fizik
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/6
Browse
Search Results
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.Research Project Plazma Nitrürlenmiş Cocrmo Ortopedik Alaşım Malzemesinin Yapısal ve Kompozisyonel Karakterizasyonu(2010) Öztürk, Orhan; Rıvıere, Jean Paul; Pichon, Luc; Okur, SerdalPlazma nitrürleme teknikleri, CoCrMo alaşımlarının yakın yüzey tabakalarını modifiye ederek bu malzemelerin yüzeylerinde aşınma ve korozyona dayanıklı tabakalar oluşturmakta kullanılmaktadır. Bu çalışmada, medikal sınıfı CoCrMo alaşımı, düşük basınç altında (~ 60 mTorr), 60% N2 – 40% H2 gaz karışımında ve 400 ºC de 1, 2, 4, 6 ve 20 saat sürelerince RF plazma nitrürlenmiştir. Plazma nitrürlenmiş tabakaların yapısal ve kompozisyonel karakterizasyonu X-ışınları kırınımı (XRD), taramalı electron mikroskobu (SEM), atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ve glow discharge optik emisyon spektroskopisi (GDOES) teknikleri kullanılarak incelenmiştir. Nitrürlenmiş tabakaların sertlik ve aşınma davranışları mikrosertlik ve pin-on-disc testleri kullanılarak incelenmiştir. Deneysel analiz sonuçları, 400 ºC’ deki plazma nitrürleme işlemi sonucunda, yüksek azot içeriğine sahip (~ 30 at.%) genişlemiş östenit fazının (γN) oluştuğunu göstermektedir. Bununla birlikte, uzun nitrürleme sürelerinde (6 ve 20 saat) γN fazında CrN dekompozisyonu ve yüzeye paralel olan γN taneciklerde (200) tercihli yönelmeler oluşmaktadır. Elektrokimyasal ve Ar+ ışınları yöntemiyle dağlanmış nitrürlenmiş malzemelerinin kesit-yüzey mikroskopi analizlerine ve GDOES verilerine göre, nitrürlenmiş tabakaların kalınlıkları yaklaşık olarak 2 ile 10 mikrometre arasında değişmektedir. Kalınlık analizlerine göre, CoCrMo malzemelerinin 400 ºC’ de plazma nitrürlenmesi sonucu, ortalama azot diffüzyon katsayısı yaklaşık olarak 1.5x10-11 cm2/s bulunmuştur. Tüm plazma nitrürlenmiş CoCrMo alaşımlarında önemli sertlik ve aşınma iyileşmeleri gözlenmesine rağmen, en iyi aşınma-korozyon dayanıklılığı yalnızca γN yapısına sahip CoCrMo alaşımlarında gözlenmiştir.Research Project Üstün dielektrik özelliklere sahip ince HfO2 filmlerin büyütmeye eş zamanlı spektroskopik elipsometrik saçtırma yöntemi ile üretimi ve karakterizasyonu(2010) Aygün Özyüzer, Gülnur; Cantaş, Ayten; Sağlam, Hilal; Turan, Raşit; Selamet, YusufSaçtırma (sputtering) sistemi tekniği kullanılarak, in-situ spektroskopik elipsometre ile kontrollü vakum ortamında, Si pulu üzerine HfO2 filminin kontrollü olarak büyütülmesi gerçekleştirilmiştir. Büyütülen oksit tabakaları çeşitli tanı ve analiz teknikleri (Elipsometre, FTIR, XRD, XPS) ile incelenmiştir. Oksit film büyütme sartları, oksitin HfO2 moduna sahip olması durumu göz önünde bulundurularak çeşitli ölçüm tekniklerinden elde edilen sonuçlara göre incelenmiş ve saçtırma yöntemi ile film büyütme işleminin optimizasyonu yapılmıştır. Spektroskopik elipsometre (SE) aracılığıyla, büyütmeye es zamanlı olarak alınan film kalınlığının, kırılma indisi ve kompleks dielektrik sabitinin gerçel kısmının film büyütme zamanına göre değişimi incelenmiştir. FTIR kullanılarak, büyütülen filmdeki yapıların kimyasal bağları incelenilmiştir. XRD ile yapısal analizler elde edilmiştir. XPS tekniği ile filmin derinlik analizi gerçekleştirilmiştir. Yapısal ve optiksel açıdan en iyi özelliklere sahip örnekler kullanılarak Metal Oksit Yarıiletken (MOS) aygıtlar üretilmiş ve bu aygıtların elektriksel karakterizasyonu elde edilmiştir. ‘Üretim – karakterizasyon – büyüme koşullarının iyileştirilmesi’ döngüsü başarı ile kurulmuş olup şu sonuçlar elde edilmiştir: (a) En uygun oksitleme parametresi olarak kullandığımız en düşük O2/Ar gaz oranı, yani 0.1, ve uygulanan güç açısından 30-40 Watt belirlenmiştir. (b) SiO2 arayüz oluşumu tamamen engellenememiştir ve arayüzde HfSixOy arayüzü elde edilmiştir. (c) Yıgın (bulk) halindeki HfO2 malzemenin 632 nm de sahip olduğu 2.1 değerindeki kırılma indisi değerine oldukça yaklaşılmıştır.Research Project Nanotellerde ve moleküler yapılarda spin bağımlı iletkenlik ve manyetik özellikler(2010) Senger, R. TuğrulKalınlıkları nanometre ölçeğinde olan tellerin ve moleküler yapıların elektronik özellikleri, sadece bileşenlerine değil, atomların dizilişinin dahi önem kazandığı geometrik yapılarına, bağlandıkları elektrotların cinsine ve onlarla etkileşimine göre değişiklikler gösterir. Bu yüzden, incelenen sistemlerde, kontrol edilebilir işlevsel özellikler araştırılırken, kapsamlı, yetkin, ve öngörü yeteneği yüksek yöntemler kullanılmalıdır. Bu özellikleri taşıyan, yoğunluk fonksiyoneli kuramı ve bağlantılı olarak geliştirilmiş, denge dışı istatistiksel mekanik ve Green fonksiyonlarına dayalı balistik iletkenlik hesaplarını kullanarak, projede çeşitli nano ölçekli yapıların spin bağımlı özelliklerini inceledik.Research Project Oryantasyon değiştiren ek-boyutlu uzayların boşluk enerji yoğunluğu ve Kaluza-Klein modları üzerindeki etkileri(2010) Erdem, RecaiDaha önce benim ve başka araştırmalacıların yaptığı çalışmalarda, bazı örnekler yoluyla, oryantasyon değiştiren ek boyutlu uzayların bir simetrisi kullanılarak kozmolojik sabit probleminin klasik düzeyde çözümü yönünde önemli bir ilerleme sağlanabileceği gösterilmişti. Bu çalışmada ek boyutlu oryantasyon terslemesi ile ilgili simetrinin kuantum düzeyinde de geçerli olmasının fiziksel koşulları ve sonuçları irdelendi. Bu yaklaşımın ek boyutlu uzaylardaki doğal bir sonucu olarak Kaluza-Klein modlarının bu çeşit uzaylardaki durumu incelendi. İlk aşamada (R. Erdem, J. Phys. A 41 (2008) 235401), bu teorik çerçevenin kozmolojik düzeydeki sıfır-nokta enerjileri problemine de çözüm getirdiği gösterildi. İkinci olarak (R. Erdem, Mod. Phys. Lett. A 25 (2010) 825) bu çeşit uzayların düşük enerjilerde sadece sonlu sayıda Kaluza-Klein modu gözlenebilmesi ve bunların hepsinin kütlesiz olabilmesi gibi Kaluza-Klein modlarına ilişkin ilginç¸ sonuçlar doğurabileceği gösterildi. Son olarak (R. Erdem, arXiv:0902.4819), bir önceki çalışmanın doğal bir sonucu olarak bu tip uzaylarda Kaluza-Klein modlarının, standart ek boyutlu uzaylardakinin tersine, quantum alan teorilerindeki sonsuzlukları daha da kötüleştirmek yerine otomatik Pauli-Villars benzeri bir regülürizasyona denk gelir şekilde, bu problemi hafiflettiği gösterildi.Research Project Ultrason kontrast ajanlarının geliştirilmesi ve karakterizasyonu(2012) Özdemir, Sevgi Kılıç; Özdemir, Ekrem; Okur, SalihUltrasonografi, bata koroner kalp damar hastalklar (ekokardiografi) olmak üzere, çeitli hastalklarn tehisinde kullanlan ve maliyet etkinli i olan bir diagnostik görüntüleme yöntemidir. Ultrasonda görüntü, transdüserden gönderilen ses dalgalarnn geriye yansmas sonucu olumaktadr. Ancak, baz durumlarda çevreleyen dokulardan gelen arka plan sinyaller yöntemin hassasiyetini azaltmakta, do ru tehis için yeterince net bir görüntü elde edilememektedir. Görüntü kalitesinin artrlmas için kontrast ajan olarak adlandrlan mikroköpükçükler kullanlmaktadr. Ayrca, mikroköpükçükler ilaç, gen, ve DNA tamakta ve kontrollü salmlarda da kullanlmaktadr. Mikroköpükçüklerin bu ve daha nitelikli alanlarda kullanlabilmeleri için, yaplarnn güçlendirilmesi ve stabilitelerinin artrlmalar gerekmektedir.Research Project Süpernova patlamaları ve pulsar dönmeleri için yeni bir mekanizma önerilmesi(2012) Demir, Durmuş Ali; Gençoğlu, Gülizar; Tosun, OnurSüpernova patlamaları 8 ila 25 Güneş kütlesi büyüklüğündeki yıldızların evrimlerinin son aşaması olup baskın olarak sol-el nötrinolar yayarlar ve kalıt yıldız olarak da 1012 G’luk manyetik alanı haiz, teğet dönme hızı 1600 km/sn değerlerine kadar çıkabilen pulsarları bırakırlar. Yıldız içindeki yoğunluk yüksek olup nükleer yoğunluk ( 1014 g/cm3 ) civarındadır. Süpernova patlamaları hakkında yapılagelen kuramsal ve gözlemsel çalışmalar iki temel soruyu ortaya çıkartmıştır: a. Yıldızın içi sol-el nötrinoların yayılmasına izin vermeyecek kadar yoğun olduğuna ve de şok dalgalarının oluşturduğu dışa doğru basınç yetersiz kaldığına göre süpernova patlamaları nasıl mümkün olabilmektedir? b. Patlamanın kalıtı olarak ortaya çıkan pulsarlar böylesine yüksek dönme hızlarına nasıl ulaşabilmektedir?Research Project Grafen İçeren İşlevsel Nanoyapıların Tasarımı ve Elektronik Özellikleri(2015) Senger, Ramazan TuğrulGrafen ve türevi yapıların elektronik, manyetik özellikleri, işlevsel nanoyapıların tasarımına elverecek biçimde çeşitlilik göstermektedir. Tek tabaka grafen Fermi seviyesindeki Dirac noktaları ve civarındaki doğrusal enerji bantlarıyla kütlesiz fermiyonlara sahip bir yarımetal karakterindedir. Grafenin nano-ölçekli şeritleri (GNŞ) ise, şerit kalınlığına ve topolojisine bağlı olarak yasak bant aralığı değişen yarıiletkendirler. Çift tabaka grafenin, uygulanan bir dış elektrik alan yoluyla yasak enerji bant aralığı değiştirilebilen bir yarıiletken olduğu gösterilmiştir. Yine zigzag kenarlı GNŞ’lerde ve diğer grafen parçalarında, zigzag kenarlar boyunca yerelleşmiş ferromanyetik spin durumlarının olduğu bilinmektedir. Grafenin bu manyetik özelliği çeşitli spintronik uygulamalarında kullanılabilir. Grafen yapıların üzerine ve kenarlarına çok çeşitli element veya moleküller kullanarak kimyasal veya fiziksel işlevlendirme yapıp, yapıya farklı özellikler kazandırmak mümkündür.