Phd Degree / Doktora
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/2869
Browse
4 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 Investigation of the Anomalous Quantum Transport in Multichannel Systems(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Özkan, Hazan; Sevinçli, Sevilay; Sevinçli, HaldunBu çalışmada, çok kanallı sistemlerde Levy düzensizliklerinin olmadığı durumlarda kuantum davranışları incelendi. Sistemlerin taşınım özellikleri sıkı-bağ Hamiltonyeni ve Landauer formalizmi kullanılarak hesaplandı. Kanalların taşınım özelliklerini ayrı olarak inceleyebilmek için ise mod-eşleştirme yöntemi kullanıldı. Hesaplamalar ilk olarak iki-kanallı oyuncak modelde Anderson düzensizliği uygulanarak gerçekleştirildi. Bu model sistemin yapısından bağımsız olarak anormal difüzyonun genel davranışını anlamayı amaçlar. Daha sonra gerçekçi sistemlere odaklanıldı. Yarı-tek boyutlu grafen ve kuartik dağılım gösteren, nitrojen gibi, malzemelerin şeritlerinde düzensizlikler çalışıldı. Düzensizlikler sadece kenarlara uygulandığı için saçılımların kenar katkılarının baskın olduğu modlarda daha belirgin olduğu gözlemlendi. Sonuç olarak, ortalama taşınım artan uzunluğa bağlı olarak anormal difüzyonun karakteristik özelliği olan ağır kuyruklu dağılım gösterdi. Bu sistemlerin taşınım karakteristikleri mod-çözümleme analizi uygulanarak detaylı olarak incelendi. Ayrıca, incelenen sistemler için kuantum saçma gürültüsü ve Fano faktörü hesaplandı. Fano faktörünün bu sistemlerde belirleyici olarak kullanılabileceği öne sürüldü. Kanalları farklı difüzyon rejimlerine sokan birbiriyle bağlantılı düzensizliklerin varlığında, Levy tarzı dağılım olmadan da çok kanallı sistemlerde anormal difüzyon meydana gelebileceği sonucuna varıldı. Son olarak, sistemin uzunluğu arttırılarak taşınım davranışı lokalizasyon rejiminde incelendi. Bu rejimde, taşınımın geometrik ortalaması ve sistem uzunluğu bir- biriyle lineer olarak ilişkilidir ve normal lokalizasyonu işaret eder. Sistemin uzunluğu arttırıldığında çok kanallılıkla ortaya çıkan mekanizma baskıladığından, anormal davranış kaybolur. Bu durum difüzyon kısmındaki sonuçlarla tutarlıdır ¸cünkü modellerimizde anormallikler çoklu kanal yapısından kaynaklanmaktadır.Doctoral Thesis Quantum Thermal Conductivity of Low-Dimensional Disordered Materials(2023) Kurt, Gizem; Sevinçli, Haldun; Çakır, ÖzgürThe shrinking of technological devices leads to the emergence of exotic heat con- duction behaviors such as quantization of thermal conductivity, phonon tunneling, and ballistic conduction. Understanding and exploiting these quantum effects is crucial for advancing technologies such as thermal management and designing advanced materi- als in nanoscale systems. This research has focused on two topics: the possibility of constructing a device based on phonon tunneling and the quantum thermal conductiv- ity of amorphous graphene, which shows quantum effects on room temperature due to strong carbon-carbon bonds. In doing so, we calculated the transmission coefficients using Green's functions for both systems, and the Kubo-Greenwood method was used ad- ditionally for amorphous graphene. We worked in the harmonic limit since the scattering due to the material's internal structure is the dominant scattering mechanism in disordered materials. Thermal conductivities were calculated using the Landauer formulation. For the distribution function in the Landauer formula, two different distribution functions, Bose-Einstein and Maxwell-Boltzman, were used to determine the quantum and classical thermal conductivities. A thermal chromator and a medium with a phononic gap were adjoined and placed between two thermal reservoirs to construct the phonon tunneling device. The depen- dency of transport properties on the gap system's length is investigated. Results reveal the possibility of building such a device. Besides, the classical thermal conductivities of amorphous graphene are almost twice as high as the quantum thermal conductivity, which shows that quantum thermal conductivity determines the thermal properties in high Debye materials where phonon-phonon interactions are suppressed.Doctoral Thesis Entanglemend and Topological Soliton Structures in Heisenberg Spin Models(Izmir Institute of Technology, 2010) Gürkan, Zeynep Nilhan; Pashaev, OktayQuantum entanglement and topological soliton characteristics of spin models are studied. By identifying spin states with qubits as a unit of quantum information, quantum information characteristic as entanglement is considered in terms of concurrence. Eigenvalues, eigenstates, density matrix and concurrence of two qubit Hamiltonian of XY Z, pure DM, Ising, XY , XX, XXX and XXZ models with Dzialoshinskii- Moriya DM interaction are constructed. For time evolution of two qubit states, periodic and quasiperiodic evolution of entanglement are found. Entangled two qubit states with exchange interaction depending on distance J(R) between spins and influence of this distance on entanglement of the system are considered. Different exchange interactions in the form of Calogero- Moser type I, II, III and Herring-Flicker potential which applicable to interaction of Hydrogen molecule are used. For geometric quantum computations, the geometric (Berry) phase in a two qubit XX model under the DM interaction in an applied magnetic field is calculated. Classical topological spin model in continuum media under holomorphic reduction is studied and static N soliton and soliton lattice configurations are constructed. The holomorphic time dependent Schrödinger equation for description of evolution in Ishimori model is derived. The influence of harmonic potential and bound state of solitons are studied. Relation of integrable soliton dynamics with multi particle problem of Calogero-Moser type is established and N soliton and N soliton lattice motion are found. Special reduction of Abelian Chern-Simons theory to complex Burgers. hierarchy, the Galilean group, dynamical symmetry and Negative Burgers. hierarchy are found.