Physics / Fizik
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/6
Browse
4 results
Search Results
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.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 Grafen Nanoşeritlerde Elektronik Korelasyon Etkiler(2018) Güçlü, Alev DevrimBu projenin temel amacı grafen nanoşeritlerde elektron etkileşimleri ve farklı türde safsızlıkların sistemin elektronik ve manyetik özellikleri üzerine etkilerini araştırmaktır. Eşsiz manyetik özellikleri ve buna bağlı olarak spintronik alanında kullanılma potansiyelinden dolayı özellikle zikzak kenarlı nanoşeritler üzerine yoğunlaşılmış, sayısal hesaplamalar ortalamaalan ve çok-parçacık teknikleri kullanarak yüksek performanslı bilgisayarlar yardımıyla gerçekleştirilmiştir. Başlıca üç bölümden oluşan projenin ilk bölümde nanoşeritlerin zikzak kenarlarında elektron yoğunluğuna bağlı Wigner kristalleşmesini inceledik. İlk olarak izole bir zikzak kenar ele alıp, Wigner kristalleşmesinin oldukça yüksek sayılabilecek elektron yoğunluklarında (3/5 kenar doluluk oranında) oluşabildiğini konfigürasyon-etkileşim hesaplamalarıyla gösterdik. Nötr zikzak kenarlarda feromanyetik bir durum oluştuğu bilinen bu yapılarda manyetizmasının da Wigner lokalizasyonuna bağlı olarak salınımlara tabi olduğunu ve komşu elektronların feromanyetik eşleşmeden antiferomanyetik eşleşmeye geçiş yaptığını gösterdik. Ardından, şerit kalınlığına bağlı olarak, zıt kenarlarası etkileşimlerden dolayı 2 nm?den düşük kalınlıklarda Wigner kristalleşmesinin baskılandığını, daha kalın nanoşeritlerde ise hem elektronların hem de deliklerin kristalleşebileceğini gösterdik. İkinici bölümde, rastgele dağılımlı uzun ve kısa erimli safsızlıkların zikzak kenarların manyetik fazlarına olan etkilerini inceledik. Uzun erimli safsızlıkların, güncel deneysel sonuçlarla uyumlu olarak, düzensizlik şiddeti arttıkça sistemin antiferromanyetik durumdan ferromanyetik duruma geçmesine neden olabileceğini gösterdik. Buna karşın, kısa erimli safsızlıkların ise antiferomanyetik fazın kararlılığını arttırdığını gözlemledik. Projenin son bölümünde ise iki manyetik adatom arasındaki spin-spin korelasyonlarının nanoşeritteki konumlarına göre nasıl değiştiğini Hirsch-Fye kuantum Monte Carlo tekniğini kullanarak araştırdık. Altörgü tipi, ve kenar durumlarına uzaklıklarının etkilerinin önemli olduğunu ve genel olarak spin alınganlıklarının kenar durumları tarafından sönümlendirildiklerini gördük. Fakat eğer safsızlıklar kenar atomlarıyla aynı altörgüde bulunuyorlarsa, spin alınganlıklarının kuvvetlenebileceğini de gösterdik.Research Project Grafen Yapılarda Elektronik Fısıldayan Galeri Modları ve Güçlenmiş Rkky Etkileşimleri(2019) Çakır, Özgür; Sevinçli, HaldunRKKY(Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida) etkileşimi manyetik momentler arasında Fermi denizini oluşturan elektronlar vasıtasıyla ortaya çıkan indirekt etkileşimlerdir. Bu etkileşimler nadir toprak elementlerinde ortaya çıkan manyetizmada, seyreltilmiş manyetik yarıiletkenlerde rol oynamaktadır. Farklı kuantum noktacıklarda elektron spinlerinin RKKY tipi etkileşimler vasıtasıyla kuantum eş-evreli bir şekilde kontrol edilebileceği deneysel olarak gösterilmiştir[1]. RKKY etkileşimleri vasıtasıyla birbirinden ferromanyetik etkileşim altında birbirine uzak elektronik spinlerin temel durumları dolanık bir duruma denk gelmektedir. Spintronik uygulamalarında, manyetizmada ve elektronik spinlerin eşevreli kontrol edilebilmeleri konularında RKKY etkileşimi önemli bir fiziksel mekanizma olarak öne çıkmaktadır. Projede ilk olarak RKKY etkileşimlerin dış potansiyeller altında RKKY etkileşiminin davranışı incelenmiştir. Dış potansiyeller varlığında, belirli enerjilerde yüksek durum yoğunluğuna sahip uzaysal olarak uzun erimli elektronik durumların varlığı elektronik çınlaç etkisine yol açmaktadır. Grafende Klein tünellemesi olmasına rağmen, potansiyel uygulanan bölgede yüksek genliğe ve durum yoğunluğuna sahip yarı bağlı durumlar(quasi bound states) mevcuttur. Dairesel potansiyeller altında grafen ve benzeri malzemelerde fısıldayan galeri modları olarak adlandırılan elektronik durumlar vasıtasıyla manyetik momentlerin uzak mesafelerde dahi birbirleriyle güçlü bir şekilde etkileşebildiği gösterilmiştir. Fermi enerjisinin QBS enerji değerleri ile çakıştığı durumda uzun erimli, güçlenmiş manyetik etkileşimler ortaya çıktığı numerik ve teorik olarak gösterilmiştir. Yığınsal grafende manyetik atomların bulundukları alt-örgüye bağlı olarak ya ferromanyetik ya da antiferromanyetik karakterli etkileşimler oluşmaktadır. Ancak dairesel potansiyel varlığında bu etkileşimin uzak mesafelerde, manyetik momentlerin bulundukları örgüden bağımsız olarak, ferromanyetik bir karaktere büründüğü gösterilmiştir. Grafen yüzeyinde bulunan adatomlar arasında Fermi denizindeki elektronlar vasıtasıyla, elektronik Casimir etkisi olarak adlandırılan etkileşimler ortaya çıkmaktadır. Numerik sonuçlar sonucunda dış potansiyeller varlığında, uzak erimli kuvvetlerin varlığı öngörülmüştür. RKKY etkileşimi enerji momentumu dağınımı momentumun dördüncü kuvvetine bağlı olarak değişim gösteren iki boyutlu altıgen yapılarda sıkı bağlanma modeli kullanılarak ve Green fonksiyonları kullanılarak analitik olarak hesaplanmıştır. Bu malzemeler Grup 15 elementlerinin oluşturdukları iki boyutlu yapılar olup, bant kenarlarında enerji E ? (k^2 ? k_c^ 2)^2 şeklinde bir dağınım göstermektedir. Buna bağlı olarak bant kenarında bir tekillik ortaya çıkmakta ve boşluk/elektron katkılaması altında, Fermi enerjisi bant kenarına yaklaştıkça RKKY etkileşimlerinin büyüklüğü ve menzilinin artış gösterdiği görülmüştür. Yakın mesafelerde ferromanyetik olan etkileşim Fermi falga boyunda salınım göstermekte, Fermi enerjisi bant kenarına yaklaştıkça, RKKY etkileşimlerinin hem büyüklüğünün hem de menzilinin artış göstereceği hesaplanmıştır.