Phd Degree / Doktora
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/2869
Browse
5 results
Search Results
Doctoral Thesis Modelling of moiré superlattices of heterobilayer structures using continuum quantum Monte Carlo Methods(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Çınar, Mustafa Neşet; Güçlü, Alev Devrim; Adem, UmutGeçiş metali dikalkojenitlerinin Moiré heteroyapıları, yarı dolumda yalıtkan hal, Wigner kristalizasyonu ve gezgin (Stoner) ferromanyetizması gibi egzotik fiziksel olgular göstermektedir. Gezgin (Stoner) ferromanyetizması, benzer enerji seviyelerindeki elektronlar arasındaki değişim etkileşimlerine bağlı olarak tercih edilen ferromanyetik konfigürasyonlar ile açıklanabilmektedir. Bu tür malzemelerde yük taşıma dinamikleri üçgen örgü oluşturan ve moiré potansiyeli adı verilen bir potansiyel tarafından belirlenmektedir. Moiré potansiyel, sonlu yapılar için Gausyenlerin bir toplamı olarak tanımlanabilmektedir. Sıkı Bağlam (TB) modeli, gerçek uzayda lokalize orbitaller kullanılarak etkileşmeyen parçacıklara sahip elektronik sistemleri anlamak için kullanılan en basit yaklaşımdır. Hubbard modeli, elektronlar arasındaki Coulomb itme kuvvetinin dahil edilmesiyle sıkı bağlam modelinin çok cisimli bir uzantısıdır. Hubbard modelinin ortalama alan yaklaşımı (ortalama alan Hubbard, MFH) temel hali öz-uyumlu bir şekilde çözmek için kullanılabilmektedir. Varyasyonel Monte Carlo (VMC) ve Difüzyon Monte Carlo (DMC); korele elektronların temel hal enerjilerini ve spine bağlı yoğunluklarını hem gerçek hem de yapay örgülerde doğru bir şekilde elde etmek için kullanılmaktadır. Deneme dalga fonksiyonları, VMC ve DMC hesapları için Slater-Jastrow formunda verilen başlangıç dalga fonksiyonlarıdır. Bu çalışmada, sonlu büyüklükteki moiré heteroyapıların manyetik fazlarını araştırmak üzere MoSe$_2$/WS$_2$ hetero-çift katmanları için sonlu moiré potansiyeli tanımlanarak VMC ile optimize edilmiş TB ve temel hal MFH orbitalleri kullanılarak DMC hesapları gerçekleştirilmiştir. Bulgularımız, van Hove tekilliğinin bulunduğu 3/2 dolumda ferromanyetik temel halin varlığını göstermektedir. Daha büyük potansiyel için 1/3 dolum civarında uyarılmış hal olarak Wigner kristali gözlenmektedir.Doctoral Thesis Exploring the role of large organic cations in halide perovskite nanocrystal formation and surface passivation(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Güvenç, Çetin Meriç; Balcı, Sinan; Adem, UmutKurşun halojenür perovskit nanokristalleri, kusur toleransı, tüm görünür spektrumda ayarlanabilir bant aralıkları, sentez kolaylığı, yüksek fotolüminesans kuantum verimleri, hızlı radyasyon oranları gibi mükemmel özellikleri nedeniyle son on yılda büyük ilgi görmüştür. Perovskit nanokristalleri, ışık yayan diyotlar, fotodedektörler ve kuantum teknolojileri için cihazlar gibi optoelektronik cihazlar için büyük bir gelecek vaat etmektedir. Geleneksel perovskit nanokristalleri, perovskit kafesinin A-bölgesinde Sezyum (Cs), metilamonyum (MA) ve formamidinyum (FA) katyonlarını içerebilir. Bu tezde, daha büyük katyonların, özellikle guanidinyum (GA) ve etilamonyumun (EA) perovskit yapısı üzerindeki etkisini araştırdık. İlk bölümde kolloidal nanokristaller tanıtılmakta ve halide perovskit nanokristallerinin temelleri verilmektedir. İkinci bölümde saf L2[GAPbI3]PbI4 Ruddlesden-Popper perovskitlerinin ve FA ile alaşımlarının sentezi ve optik özellikleri sunulmaktadır. Üçüncü bölümde, oda sıcaklığında guanidinyum kaynaklı CsPbX3 (X = Cl, Br) nanoküplerinin oluşumunu açıklıyoruz. GA, büyük iyonik yarıçapı nedeniyle APbX3 kafeslerine sığamaz ancak ekstra amino grupları aracılığıyla perovskit yüzeylerini etkili bir şekilde pasifleştirir. Son bölümde, daha önce hiç bildirilmemiş bir malzeme olan EAPbI3 perovskit nanokristallerinin sentezini ve karakterizasyonunu bildiriyoruz. Perovskit ailesinin yeni üyesi, 6,43 Å'lik dikkate değer derecede büyük bir kafes sabitine sahiptir. Fotolüminesans (PL) emisyonu, nanokristal boyutunu ayarlayarak 664–690 nm aralığında ayarlanabilir. Bu bulgular, büyük organik katyonların hem perovskit nanokristallerinin kafes hem de yüzey özelliklerini ayarlamadaki potansiyellerini göstermektedir.Doctoral Thesis Green synthesis of silver nanowires and novel assembly technique for iron oxide nanocubes(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Güvenç, Tuğçe Aybüke Arıca; Balcı, Sinan; Adem, UmutGümüş nanoteller, mükemmel elektriksel iletkenlikleri, plazmonik davranışları ve esneklikleriyle bilinir ve bu nedenle çeşitli gelişmiş uygulamalar için oldukça uygundurlar. Bu tez çalışması, gümüş nanotellerin hem çevre dostu sentezini, hem de biyomedikal uygulamalarda gelişmiş manyetik nanoyapılar için bir şablon olarak ikili rolünü araştırmıştır. Çalışmanın ilk bölümünde, geçiş metali tuzlarının gümüş nanotellerin morfolojisini kontrol etmedeki etkisi araştırılmıştır. Çevre dostu indirgeyici madde olarak gliserolün kullanılması, belirli geçiş metali tuzlarının nanotel morfolojisini önemli ölçüde etkileyebileceğini göstermiştir. Deneysel koşulların dikkatli bir şekilde optimize edilmesiyle, gümüş nanoteller yüksek en boy oranlarıyla başarıyla sentezlenmiştir. Bu yeşil sentez yaklaşımı, esnek elektronik, sensörler ve daha fazlası için nanoteller üretmek için sürdürülebilir bir yol sağlar. İkinci bölümde, gümüş nanoteller, demir oksit nanoküplerin manyetik hipertermi performansını artırmak için yüksek yüzey alanlı bir şablon olarak sunulmuştur. Demir oksit nanoküpler, manyetik anizotropilerini artırmak için gümüş nanotellerin yüzeyine dekore edilmiştir. Manyetik karakterizasyon ve özgül emilim oranı analizi, bu yapının uygulanan manyetik alan koşullarına bağlı olarak değişen manyetik alanlar altında ısıtma verimliliğini artırdığını ve tek başına demir oksit nanopartiküllerinden daha üstün performans gösterdiğini ortaya koymaktadır.Doctoral Thesis Production and Characterization of Ceramic Components Via Current Sintering Techniques(01. Izmir Institute of Technology, 2023) Karacasulu, Levent; Ahmetoğlu, Çekdar Vakıf; Adem, UmutThis dissertation aims to utilize contemporary advanced sintering techniques such as cold sintering, reactive hydrothermal liquid phase densification, fast firing, flash sintering, and ultrafast high-temperature sintering for sintering of various ceramic materials. The ceramics produced through these methods are compared with their traditional counterparts in terms of processing-structure-property relationships. In the first section, a brief overview of the advanced sintering techniques used is provided. Chapters 2-7 give a review study on low-temperature densification techniques, and the studies conducted using the cold sintering process and reactive hydrothermal liquid phase densification process, namely cold sintering techniques, which allow densification below 400 °C. Chapters 8&9 presents research related to ceramic materials produced via the fast-firing technique with rapid heating rates compared to conventional sintering, widely employed in the industry. Chapters 10-12 cover sintering studies conducted utilizing joule heating based sintering techniques allowing very fast heating rates such as flash sintering and ultrafast high-temperature sintering. Chapter 13 presents a comparison of current sintering techniques used in terms of applicability, equipment, materials, and so on. The pros and cons of such techniques were explained. In conclusion, there may be no guarantee that every ceramic material will yield successful results in all sintering processes. It is essential to recognize that each sintering process occurs within distinct sintering mechanisms. The selection of the appropriate advanced sintering method and conditions should be based on an assessment of the specific material's characteristics and the desired properties in the final product.Doctoral Thesis Lead-Free Ferroelectric Ceramics for Energy Storage and Electrocaloric Cooling Applications(01. Izmir Institute of Technology, 2022) Karakaya, Merve; Karakaya, Merve; Adem, Umut; Adem, UmutThis thesis study consists of five main chapters that include an introduction about the principles and applications of ferroelectrics and four chapters on different lead-free ferroelectric ceramic systems developed for the energy storage and electrocaloric cooling applications. In the first chapter, the principles of ferroelectricity and dielectric, piezoelectric and pyroelectric properties of ferroelectrics are introduced followed by the applications considered in this thesis: Electrocaloric cooling and capacitive energy storage. In the second chapter, the effects of bismuth lithium titanate incorporation into sodium bismuth titanate-barium titanate systems on the energy storage properties have been discussed. In addition, it has been calculated that these compositions have improved energy storage properties close to the high values obtained in the literature. In the third chapter, the effect of two different manganese precursors on the probability of defect dipole formation, ferroelectric aging and resulting manganese valences of ceramics were investigated by manganese doping on barium strontium titanate base ceramics. In addition, their electrocaloric properties were investigated by indirect method. In the fourth chapter, electrocaloric properties of barium titanate - sodium bismuth titanate systems has been investigated. The increase in tetragonality by sodium bismuth titanate incorporation has been verified by Rietveld refinement and those compositions were shown to be suitable for electrocaloric applications. In the fifth chapter, a sodium bismuth titanate - potasium bismuth titanate composition which is in morphotropic phase boundary, was synthesized by templated grain growth method, and the effect of orientation on the electrocaloric effect was investigated by direct and indirect measurements.