Master Degree / Yüksek Lisans Tezleri

Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/3008

Browse

Filters

2017 - 201932020 - 20245

Settings

Author: search.filters.author.Ateş, Serkan

Search Results

Now showing 1 - 8 of 8
  • Master Thesis
    Development of Long Distance Free-Space Quantum Key Distribution System
    (2024) Tapşın, Ömer Salih; Ateş, Serkan
    Kuantum Anahtar Dağıtımı (KAD), kuantum mekaniğine dayalı prensipleri kullanarak güvenli haberleşme sağlamak amacıyla kullanılan gelişmiş bir yöntemdir. Geleneksel şifreleme yöntemlerinin hesaplama karmaşıklığına dayanmasına karşın, KAD sistemleri birbirlerinden uzak taraflar arasında kriptografik anahtarlar oluşturmak amacıyla kullanmaktadır. KAD sistemleri, tek-foton seviyesinde foton kaynakları tarafından üretilen uçan-kubit durumlarının polarizasyon, faz, yörüngesel açısal momentum vb. gibi fiziksel serbestlik derecelerinin kuantum bilgi işlemesi amacıyla kullanmaktadır. Güvenli iletişim için kullanılan kuantum ışık kaynakları çeşitli yöntemler ile elde edilmektedir. İdeal olarak deterministik olaylarla üretilen tek-foton durumlarının yanı sıra, foton-çifti ve zayıf-tutarlı durumlar gibi nedensel olmayan yöntemler çeşitli senaryolar özelinde öne çıkmaktadır. Bu bağlamda KAD protokollerinin yanında iletişim kanalları (optik fiber, açık-hava ve sualtı) dikkate alındığında, kuantum ışık kaynakları KAD uygulamaları içerisinde farklı avantajlar ve dezavantajlar sunmaktadır. Bu bağlamda, KAD uygulamalarının verimliliği, menzili ve güvenliği, KAD protokolü ve kuantum ışık kaynaklarının seçimi kapsamında belirleyici olmaktadır. Bu tezin kapsamında, zayıf-tutarlı durumlar kullanarak çeşitli mesafelerde ve anahtarlama oranlarında açık-hava dik-olmayan kuantum durumlarının polarizasyon kodlamasına dayanan B92 protokolü gerçekleştirilmiştir.
  • Master Thesis
    Efficient Photon Pair Generation for Quantum Information Technologies
    (01. Izmir Institute of Technology, 2024) Ağlarcı, Furkan; Ateş, Serkan
    Bu tez, dört dalga karışım (FWM) süreci yoluyla görünür dalga boylarında foton çiftleri üretmek için kullanılan dalga kılavuzu ve halka rezonatörün tasarım parametreler- ine odaklanmaktadır. Tezin amacı, görünür dalga boylarında foton çiftleri üretmektir ve bu fotonları algılamak için görünür dalga boyunda çalışan fotodedektörler kullanılmak- tadır. Bu dedektörler, telekomünikasyon muadillerine kıyasla daha iyi foton algılama ar- alıgı, daha düşük karanlık sayım ve hızlı tepki süresi sunmaktadır. Ayrıca, görünür dalga boyundaki fotonlar serbest uzay iletişiminde daha etkilidir. Foton çift üretimi için Si3N4 dalga kılavuzu veya SiO2 tabakası üzerindeki halka rezonatör gibi bir fotonik platform tercih edilmektedir. Bu platformlar, CMOS teknolo- jilerini kullanma ve oda sıcaklıgında çalışma gibi avantajlar sağlar. Si3N4 malzemesinin tercih edilme nedeni, iki foton emilim sürecinden kaçınmaktır. Si bazlı kaynaklar, bant enerjileri nedeniyle iki foton emilim süreci sergilerken, Si3N4 kullanımı bu sorunu ortadan kaldırır. Tezde, dalga kılavuzunun boyutları faz uyumu koşulunu sağlamak amacıyla tasar- lanmış ve dispersiyon özellikleri incelenmiştir. Belirlenen boyutlara göre tasarlanan halka rezonatör, spektral özellikleri açısından verimli foton çift üretimi için analiz edilmiştir.
  • Master Thesis
    Theoretical Investigation of Structural, Vibrational, Electronic, and Elastic Properties of Ultra-Thin Anisotropic Materials
    (01. Izmir Institute of Technology, 2024) Doğan, Kadir Can; Yağmurcukardeş, Mehmet; Ateş, Serkan
    Dimensional reduction in materials leads to significant improvements and changes in various properties due to quantum phenomena and intense confinement of electrons. Since the separation of graphene from bulk graphite in 2004, many different materials with layered bulk structures have been experimentally introduced into the literature, including hexagonal boron nitride (BN), transition metal dichalcogenides (TMDs), and in-plane anisotropic monolayer black phosphorus (BP). Among ultra-thin materials, anisotropic materials have attracted attention due to their distinct orientation-dependent vibrational, electronic, optical, and mechanical features and have been shown to have high potential for special applications such as polarization-sensitive photodetectors, orientation-dependent optoelectronic devices, and orientation-sensitive sensors. The aim of this thesis is to predict the stable structures of ultra-thin anisotropic materials such as HfTe5, TiX5, TaX3 (X:S, Se, Te), bismuthene and magnetic MnPS3 nanoribbons and to understand their structural, magnetic, vibrational, electronic, optical and elastic properties on a physical basis by performing density functional theory (DFT)-based first-principles calculations. Preliminary data via STM images are presented for the potential experimental characterization of possible defects and oxidized structures of the single-layer HfTe5, whose predicted stable structure. The existence of stable structures of titanium-based penta-calcogenides is predicted and the direction-dependent properties of the stable phases are investigated. The dynamic stability of Ta-based trichalcogens exhibiting anisotropy different from TiS3 and ZrS3 has been investigated and their crystal-orientation dependent elastic properties are analysed. In addition, in the tilted α-bismuth known as the α phase, the identification of the external strain direction through the Raman spectrum is examined. The reduction of in-plane anisotropy to 1 dimension is studied through the edge type- and width-dependent properties in magnetic MnPS3 nanoribbons. Our findings are important for the prediction of novel anisotropic materials.
  • Master Thesis
    B92 Based Quantum Key Distribution With Faint Pulsed Laser
    (01. Izmir Institute of Technology, 2021) Mutlu, Görkem; Ateş, Serkan; Çakır, Özgür
    In quantum key distribution (QKD), photons are used to share the key between the transmitter and receiver, and in principle, single photon sources should be used to create a secure communication channel. Nowadays, attenuated laser sources are used in many studies. While it is practical to use attenuated laser pulses for QKD system, it poses many safety issues due to the possibility of multiple photons in the laser pulses. In addition, the key rate is waived to increase the level of security. However, the use of single photon sources is not as easy and practical as using attenuated laser sources. Today, studies of single photon sources to be used for QKD continue. In order for these single photon sources to be used actively, a photon source that operates at room temperature, operates in a wide band-gap range for different areas of use (underwater, optical fiber-based and free space) and can be excited at high speed is required. Since hBN defect centers are a material that can produce single photons at room temperature and have a wide band gap, it seems very ideal for these studies. In this thesis, studies have been carried out on the realization of the protocol, which is a part of QKD, with solid-state materials that produce single photons. In the studies, a key was produced with a faint pulsed laser. Also, data is encrypted using the key of the transmitter. Then the data is successfully decrypted with the key measured by the receiver.
  • Master Thesis
    Optical Spectroscopy of Single Defects in Hexagonal Boron Nitride
    (01. Izmir Institute of Technology, 2021) Birinci, Ayşenur; Ateş, Serkan
    Single photon sources are main component for several applications in quantum information technologies. Hexagonal boron nitride (hBN) is a suitable material to create heterostructures with two dimensional materials. It is a popular two dimensional material and single photon source due to having stable and bright emission in visible range. In this thesis, optical properties of single defects in bulk hBN were investigated. Defects have been selected using the micro-Photoluminescence setup, and it was observed that the defects have high degree of polarization and show typical optical saturation behavior. Time-resolved photoluminescence measurements were done by time-correlated single photon counting. Single photon nature of generated light from individual defects were demonstrated using Hanbury-Brown and Twiss interferometer.
  • Master Thesis
    Molecular Beam Epitaxial Growth of Znse on (211)b Gaas
    (Izmir Institute of Technology, 2017) Yavaş, Begüm; Ateş, Serkan; Özçelik, Serdar
    The Mercury Cadmium Telluride (Hg1-xCdxTe) play important role for infrared (IR) focal plane array application. It is grown on variety alternative substrates which are Si, Ge, GaAs or GaSb. When GaAs is compared with the others alternative substrate, it is more preferable due to having good surface polarity and also easily commercially available of high quality. When HgCdTe epilayer is grown directly on the GaAs substrate, there exist some dislocations in the epilayer due to large lattice mismatch between HgCdTe and GaAs substrate.The CdTe semiconductor is grown like a buffer layer to reduce dislocation in the HgCdTe epilayer grown on GaAs or other alternative substrate [1].The crystal quality of CdTe buffer layer directly affected HgCdTe epilayer. Therefore, CdTe needed to be low defect density.Because of %14.6 lattice mismatch between CdTe and GaAs [2], some defects are observed in CdTe buffer layer. ZnSe epilayer can be used to decrease lattice mismatch between CdTe and alternative substrate. When ZnSe interlayers are grown with high quality, CdTe affects positively. The aim of this theses is the growth of ZnSe epilayer films on (211) GaAs substrates by molecular beam epitaxy (MBE). The effect of growth temperature, VI/II flux ratio and deoxidation process with In and As were studied in this study. Crystal qualities of films were investigated by using X-ray diffraction. The surface morphology of ZnSe films were analyzed by atomic force microscopy and Nomarski microscopy. Vibrational phonon modes, thermal and elastic strains of ZnSe epilayer were observed by using Raman spectroscopy.
  • Master Thesis
    Temperature Dependence of Zero Phonon Line Emission From Defects in Hexagonal Boron Nitride and Design of Photon-Pair Source
    (Izmir Institute of Technology, 2017) Polat, Nahit; Ateş, Serkan
    This thesis presents studies of the defect centers in hBN and design of nonlinear waveguide. The multilayer hBN flakes and Si3N4 waveguide are available materials in modern nanophotonics applications. The color centers in hBN are consisted of quantized states because each defect center has different saturation power and dipole polarization. The line shape of emission from defect centers is directly depended photon vibrations and temperature of sample. Moreover, phonon bands in the color centers affect the wavelength of emission and we statistically worked on the phonon effects on ZPL. The Si3N4 waveguide can be more efficient chip scale photon pair sources to create entangled photons in visible band. The zero dispersion wavelength calculations give an efficient waveguide geometry as 650×600 nm2 for 780 nm pump wavelength.
  • Master Thesis
    Visible Photon Emission From Defects in Hexagonal Boron Nitride Flakes
    (Izmir Institute of Technology, 2017) Fırat, Volkan; Ateş, Serkan; Ateş, Serkan
    Geniş band aralığına sahip kristallerde bulunan renk merkezleri, band aralığı içerisinde kesikli enerji seviyeleri oluşturur. Bir çok kuantum optik ve kuantum bilgi uygulamaları için gerekli olan tek-fotonlar bu kesikli enerji seviyeleri kullanılarak elde edilebilir. Bu çalışmada, çok katmalı hekzagonal bor nitrür (hBN) pulları içinde, tavlama tekniği kullanılarak optik-aktif kusurlar oluşturuldu. Farklı tavlama sıcaklıklarında (500, 750 ve 850°C) yedi örnek ve kıyaslama için iki tavlanmamıs¸ örnek hazırlandı. hBN geniş band aralığı sayesinde görünür bölgede ışıma yapan kusurları barındırabilir. hBN pulları içerisindeki noktasal kusurları bulmak için mikro-fotolüminesans haritalama yapıldı. Daha sonra uyarma gücüne, polarizasyona ve sıcaklığa bağlı ölçümler yapıldı. Ölçümler sonucunda kusurların ortalama 0.5 m boyutlarında olduğu, göreceli olarak düşük uyarma güçlerinde doyuma ulaştıkları, dipole özellik gösterdikleri, 0.8 meV kadar dar genişlikte sıfır-fonon çizgisine sahip oldukları gözlemlendi. Bu sonuçlar kesikli enerji seviyelerine sahip, optik-aktif kusurların oluştuğunu göstermektedir.