ScXI (X=S,Se,Te) Tabakalı Yapısının Elektronik Ve Optik Özelliklerinin Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi Kullanılarak İncelenmesi
Investigation Of The Electronic And Optical Properties of ScXI (X=S, Se, Te) Layered Structure Using Density Functional Theory
- Tez No: 1007094
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ÇAKMAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fotonik Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, FeOCl tipi ortorombik yapıdaki iki boyutlu ScXI (X=S,Se,Te) yapılarının yapısal, elektronik, termal ve mekanik özellikleri yüksek verimli hibrit bir hesaplama yaklaşımı kullanılarak incelenmiştir. Yapısal optimizasyon, fonon dispersiyon eğrilerinin elde edilmesi, sıcaklığa bağlı moleküler dinamik (MD) simülasyonları ve elastik sabitlerin hesaplanması gibi yoğun işlem gücü gerektiren aşamalar, ileri nesil bir makine öğrenmesi atomlar arası potansiyeli olan MACE kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Yüksek doğruluk ile hesaplama verimliliğini dengelemek amacıyla, malzemelerin elektronik bant yapıları, durum yoğunlukları (DOS) ve optik hesaplamalar ilk prensipler Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (YFT) ile hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar, ScXI tek tabakalarının, kalkojen atomunun değişimiyle ayarlanabilen ve 2,45 eV ile 1,25 eV arasında değişen bant aralıklarına sahip yarı iletkenler olduğunu göstermektedir. Optik hesaplamalar, ScSI tek tabakasının soğurma başlangıcının ~2,5 eV'de, yani görünür ışığın mavi-mor sınırında yer aldığını göstermektedir. Statik 2B polarize edilebilirlik değerlerindeki farklılık malzemenin doğrusal polarize ışığa karşı yöne bağlı farklı optik yanıt sergilediğine işaret etmektedir. MACE tabanlı hesaplamalar bu yapıların tüm Brillouin bölgesi boyunca pozitif fonon frekansları ile yüksek dinamik kararlılık sergilediğini ve farklı sıcaklıklarda (300 K, 600 K, 900 K) termal bütünlüğünü koruduğunu ortaya koymaktadır. Gerilme-gerilim metodu ile hesaplanan elastik sabitler, malzemenin Born kararlılık kriterini sağladığını doğrulamış olup, güçlü bir mekanik anizotropiye de işaret etmektedir. Elde edilen bulgular, ScXI tek tabakalarının optoelektronik, foto detektör ve nano aygıt uygulamaları için oldukça umut verici adaylar olduğuna işaret etmektedir. Ek olarak, bu çalışmada ortaya konulan hibrit DFT/MACE yaklaşımı, yeni nesil 2B materyallerin düşük maliyet ve yüksek isabetle incelenmesi adına güçlü bir metodolojik altyapı oluşturmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the structural, electronic, thermal, and mechanical properties of two-dimensional ScXI (X=S, Se, Te) structures with an orthorhombic FeOCl-type lattice were investigated using a highly efficient hybrid computational approach. Computationally intensive steps, such as structural optimization, the determination of phonon dispersion curves, temperature-dependent molecular dynamics (MD) simulations, and the calculation of elastic constants, were performed using MACE, a next-generation machine learning-based interatomic potential. To balance computational efficiency with high accuracy, the electronic band structures, density of states (DOS) of the materials and optical calculations were calculated using first-principles Density Functional Theory (DFT). The results obtained indicate that ScXI monolayers are semiconductors with band gaps ranging from 2,45 eV to 1,25 eV, which can be tuned by varying the chalcogen atom. Optical calculations indicate that the absorption onset of the single layer of ScSI occurs at ~2,5 eV, which is at the blue-violet edge of the visible spectrum. The difference in static 2D polarizability values suggests that the material exhibits a direction-dependent optical response to linearly polarized light. MACE-based calculations reveal that these structures exhibit high dynamic stability with positive phonon frequencies across the entire Brillouin zone and maintain their thermal integrity at different temperatures (300 K, 600 K, 900 K). The elastic constants calculated using the strain-stress method not only confirm that the material satisfies Born's stability criterion but also indicate strong mechanical anisotropy. The findings indicate that ScXI monolayers are highly promising candidates for optoelectronic, photodetector, and nanodevice applications. In addition, the hybrid DFT/MACE approach presented in this study provides a robust methodological foundation for the low-cost and highly accurate investigation of next-generation 2D materials.
Benzer Tezler
- Akım taşıyıcı eleman kullanılarak SC aktif filtre tasarımı
Başlık çevirisi yok
HAKAN GÜRKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ NUR GÖNÜLEREN
- E ve F devreleriyle band geçiren aktif SC filtre tasarımı ve duyarlılık analizi
Design of band-poss active Sc filters with and F circuits and sensitivity analysis
FAHRİ ŞİMŞEK
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. A. N. GÖNÜLEREN
- Bazı metal katyonlarının sodyum trimetafosfat ortamında ayrılmalarının iyon değiştirici kromatrografi ile incelenmesi
Speration and determination of some metals in sodium trimetaphoshate media, with ion exchange chromatography
HALİL DEMİR
- Çocuklarda, thoracoabdominal bölgenin major anatomik yapılarının, yüzey anatomisi ile karşılaştırılması
Comparison of major anatomical structures of thoracoabdominal region with surface anatomy in children
UMUT ŞENER
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
AnatomiAydın Adnan Menderes ÜniversitesiAnatomi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYFER METİN TELLİOĞLU