MgX, Mg2X (X=As, Sb, P, Ga, Cd, Si, Pb, Ni) bileşiklerinin yapısal ve elektronik özelliklerinin ab- initio çalışması
Ab-initio study of structural and electronic properties of MgX, Mg2X (X=As, Sb, P, Ga, Cd, Si, Pb, Ni) compounds
- Tez No: 1006349
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜLTEN KAVAK BALCI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Olasılık yoğunluk fonksiyonu, Probability density function
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Dicle Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, MgX ve Mg₂X (X = As, Sb, P, Ga, Cd, Si, Pb, Ni) bileşiklerinin yapısal ve elektronik özellikleri ilk prensipler (ab-initio) yaklaşımı kapsamında sistematik ve karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Hesaplamalar, Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi (YFT) çerçevesinde, tam potansiyelli doğrusal çoğaltılmış düzlem dalga (FP-LAPW) yöntemini temel alan Wien2k paket programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Değiş-tokuş ve korelasyon etkilerinin tanımlanmasında Genelleştirilmiş Gradyan Yaklaşımı (GGA-PBE) tercih edilerek, hesaplamaların doğruluğu ve güvenilirliği artırılmaya çalışılmıştır. İncelenen tüm bileşikler için denge örgü sabitleri, birim hücre hacimleri, toplam enerjiler, hacim modülleri ve bu büyüklüklerin basınç türevleri enerji–hacim (E–V) eğrileri yardımıyla ayrıntılı biçimde belirlenmiştir. Elde edilen yapısal parametrelerin, literatürde rapor edilen mevcut deneysel ve kuramsal verilerle genel olarak uyumlu olduğu görülmüş ve kullanılan hesaplama yaklaşımının geçerliliği ortaya konmuştur. Ayrıca farklı anyon ve katyon türlerinin kristal yapı üzerindeki etkileri karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Elektronik yapı analizleri kapsamında bant yapıları ile toplam ve kısmi durum yoğunlukları (DOS) hesaplanmış, Fermi seviyesi çevresindeki enerji bantlarının dağılımı incelenerek bileşiklerin metalik, yarı iletken veya yarı metalik karakterleri belirlenmiştir. Atomik orbitallerin elektronik duruma katkıları kısmi durum yoğunlukları aracılığıyla analiz edilmiş ve iletkenlik davranışlarının kökeni açıklanmıştır. Bunun yanı sıra, elektron yoğunluğu haritaları üzerinden bağlanma karakterleri değerlendirilmiş; iyonik, kovalent ve metalik etkileşimlerin bileşiklere ve atom türlerine bağlı olarak değiştiği ortaya konmuştur. Bu çalışma, magnezyum esaslı MgX ve Mg₂X bileşiklerinin temel fiziksel özelliklerine ilişkin kapsamlı ve karşılaştırmalı bir teorik veri seti sunmakta olup, elde edilen bulguların gelecekte gerçekleştirilecek deneysel ve kuramsal çalışmalara katkı sağlaması ve ilgili malzemelerin elektronik uygulamalardaki potansiyelinin anlaşılmasına yardımcı olması amaçlanmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the structural and electronic properties of MgX and Mg₂X (X = As, Sb, P, Ga, Cd, Si, Pb, Ni) compounds are systematically and comparatively investigated within the framework of first-principles (ab-initio) calculations. All computations are performed based on Density Functional Theory (DFT) using the full-potential linearized augmented plane wave (FP-LAPW) method as implemented in the Wien2k software package. The exchange–correlation effects are treated within the Generalized Gradient Approximation employing the Perdew–Burke–Ernzerhof (GGA-PBE) functional to ensure reliable and accurate results. For all investigated compounds, equilibrium lattice parameters, unit cell volumes, total energies, bulk moduli, and their pressure derivatives are determined by fitting the calculated energy–volume (E–V) curves. The obtained structural parameters are found to be in good agreement with available experimental and theoretical data reported in the literature, confirming the validity of the applied computational approach. Additionally, the influence of different constituent elements on the crystal structure is analyzed in a comparative manner. The electronic structure is examined through calculated band structures as well as total and partial densities of states (DOS). The distributions of energy bands around the Fermi level are analyzed in detail, allowing the classification of the compounds as metallic, semiconducting, or semimetallic. The contributions of atomic orbitals to the electronic states are evaluated using partial DOS, providing insight into the origin of the electronic conductivity. Furthermore, electron density distributions are analyzed to investigate the bonding characteristics, revealing that ionic, covalent, and metallic interactions coexist and vary depending on the compound composition. Overall, this study presents a comprehensive and comparative theoretical data set on the fundamental physical properties of magnesium-based MgX and Mg2X compounds. The results are expected to serve as a valuable reference for future experimental and theoretical studies and to contribute to a better understanding of the potential of these materials for electronic applications.
Benzer Tezler
- Sb+5/Mg+2 çift ikameli In2O3 saydam iletken oksitlerin(Mg2x/3In2-xSbx/3O3) yüksek sıcaklık katı hal reaksiyonu yöntemi ile üretilmesi ve fiziksel özelliklerinin karakterize edilmesi
Synthesis of Sb+5/Mg+2 double-substituted In2O3 (Mg2x/3In2-xSbx/3O3) transparent conductor oxides by high temperature solid state reaction method and characterizing their physical properties
AYŞENUR ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiOsmaniye Korkut Ata ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NAZMİ SEDEFOĞLU
- Development of a novel low-pressure nanofiltration membrane for Li+/Mg2+ separation
Li+/Mg+2 ayrımı için özgün bir düşük-basınç nanofiltrasyon membranı geliştirilmesi
İSMAİL TUNAHAN ASLIYÜCE
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Mühendislik Bilimleriİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SACİDE ALSOY ALTINKAYA
- TiO2/ERGO nanokompozitlerin elektrokimyasal sentezi ve Mg2+ ile modifikasyonu, fotoelektrokimyasal h2 üretimi ve metilen mavisi gideriminde kullanılması
Electrochemical synthesis of TiO2/ERGO nanocomposites and modification with Mg2+, photoelectrochemical h2 production and use in methylene blue degradation
EKİN AKYÜREK
- The growth of magnesium substituted hydroxyapatite on (Ti,Mg)N thin films and investigation of their potential as hard tissue implant material
Ti,Mg)N ince film yüzeyinde magnezyum katkılı hidroksiapatit büyütülmesi ve sert doku implant malzemesi olarak potansiyellerinin belirlenmesi
SAKİP ÖNDER
Doktora
İngilizce
2013
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATMA NEŞE KÖK
DOÇ. DR. KÜRŞAT KAZMANLI
- Structural and mechanical investigations of magnesium and fluoride doped nano calcium phosphates
Magnezyum ve flor eklenmiş nano-kalsiyum fosfatların iç yapı ve mekanik özellikler yönünden incelenmesi
ZEHRA PINAR SUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
BiyomühendislikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. CANER DURUCAN
DOÇ. DR. ZAFER EVİS