Fe3+ katkılı katmanlı üçlü talyum kalkojenlerde yapısal faz geçişlerinin elektron paramanyetik rezonans tekniği (EPR) ile incelenmesi
Investigation of structural phase transitions in Fe3+ doped ternary thallium chalcogenides by electron paramagnetic resonance technique (EPR)
- Tez No: 203007
- Danışmanlar: DOÇ. DR. FAİK MİKAİLOV
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2007
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 140
Özet
Fe3+ katkılı TlGaSe2 tek kristalinin 15-300 K sıcaklık aralığındaki EPR araştırmalarının sonuçları sunuldu. 110 K` nin altındaki sıcaklıklarda EPR spektrasında kayda değer değişimler gözlemlendi. Bu değişimler güçlü yarılma ve ilave rezonans çizgilerinin ortaya çıkması olarak belirmektedir. Sonuç olarak, 110 K' de gözlemlenen faz geçişi kristal katmanlarının bu faz geçişi sırasında birbirine yapışmasının bir neticesi olan zikzak şekilde yeniden düzene girme ile birlikte oluşan Tl iyonlarının farklı gruplarının eşdeğer olmayan yerdeğiştirmeleri ile açıklandı. Buna ek olarak, Fe katkılı TlGaSe2 kristalinin EPR çalışması, kristal yapısındaki farklı tetrahedron dizinlerinde yerleşik manyetik olarak eşdeğer olmayan en az iki çeşit Fe3+ merkezlerinin katkılarından kaynaklanan rezonans çizgileri ortaya koymaktadır. Fe katkılı TlInS2 tek kristalinin 5?300 K sıcaklık aralığındaki düşük sıcaklık EPR araştırmalarının sonuçları sunuldu. InS4 tetrahedronlarının merkezlerinde yerleşik Fe3+ merkezlerinden kaynaklanan EPR sinyalleri gözlemlendi. Neticede, TlInS2 kristalinin düşük sıcaklık EPR çalışmasında rezonans çizgilerinin sıcaklığı düşürdükçe, özellikle 200 K' den düşük sıcaklıklarda, küçük bir kayma ve dikkate değer yarılma gösterdikleri gözlemlenmiştir. Bu değişimler ferroelektrik faz geçişinin etkisi olarak düşünülmüştür. Düşük sıcaklık yarılmalarının, katmanların düzleminde yerleşik Tl iyonlarının iki farklı Tl atomu grubunun antiparalel yerdeğiştirmesi şeklinde gerçekleşen yeniden düzene girmeleri ile alakalı olduğu sonucuna varıldı. Ayrıca rezonans alanların rotasyonel desenleri düşük sıcaklıklarda rezonans merkezlerinin sayısındaki ikiye katlanmayı ortaya çıkarmaktadır. Başlangıç v simülasyonları ikiye katlanmanın, fine yapı yarılmasının büyüklüğü hemen hemen aynı olduğu halde, merkezlerin temel eksen sisteminin rotasyonuyla alakalı olduğunu göstermektedir. Yine bu çalışmada, paramanyetik Fe3+ katkılı TlGaS2 kristalinin 5-300 K sıcaklık aralığında düşük sıcaklık EPR spektrasının sonuçları verilmiştir. Fe3+ merkezlerin düşük scaklık EPR spektrasının bilgisayar simülasyonlarının başlangıç sonuçları düşük sıcaklıklarda rezonans merkezlerinin çiftlenmesini göstermemektedir. TlGaS2 kristalinin rezonans çizgilerinin oda sıcaklığı ve düşük sıcaklık değerleri arasındaki ilişki TlGaS2' nin eşyapılı bileşiklerindeki ilişkilerin tersidir. TlGaS2 kristalinin eşyapılı bileşikleri olarak, TlInS2 ve TlGaSe2 kristallerinin düşük sıcaklık EPR spektraları çiftlenme gösterirken TlGaS2' nin oda sıcaklığı EPR spektrası çiftlenme göstermektedir. Tl üçlü kalkojenlerinin rezonans çizgilerinin oda ve düşük sıcaklık ilişkileri düşünüldüğünde düşük sıcaklıklarda TlGaS2 kristalindeki durum hakkında şu sonuca varmaktayız: Tl atomları zikzak hizalanmalarını yitirirler ve Tl zincirleri üzerinde eş yapısal pozisyonlara sahip olurlar. GaSe4, GaS4 ve InS4 tetrahedralleri arasında yerleşik Tl atomlarının düşük sıcaklıklardaki yerdeğiştirmelerine ilişkin olası modeller belirlendi. Genel olarak, Tl atomlarının katmanların düzlemine göre yeniden düzene girmeleri irdelendi. EPR deneylerinin analizlerinden elde edilen sonuçlar irdelenen teorik yaklaşımlarla birleştirildiğinde Tl atomlarının yerdeğiştirmelerine ilişkin 5 farklı model geliştirildi.
Özet (Çeviri)
The results of EPR investigations of Fe3+ doped TlGaSe2 single crystals in the temperature range of 15-300 K are presented. Considerable changes of EPR spectra were observed at the temperatures below 110 K, which are associated with a strong splitting and appearance of additional resonance lines. As a result, one can conclude that the observed phase transition at 110 K is occured with the nonequivalent displacements of different groups of Tl ions accompanied by their zigzag rearrangement in a result of sticking of crystal layers during structural phase transition at about 110 K. Additionally, EPR study of TlGaSe2 crystal doped by paramagnetic Fe ions showed that the resonance lines originate from the contributions of at least two types of magnetically non-equivalent Fe3+ centers localized at different tetrahedron arrays of the crystal structure. The results of low temperature EPR investigations of Fe doped TlInS2 single crystals in the temperature range 5?300 K are presented. The EPR signal due to Fe3+ centers located at the centers of InS4 tetrahedrons has been observed. It has been established that the resonance lines exhibit a slight shift and remarkable splitting at the temperatures lower than 200 K, which is attributed to the effect of the ferroelectrik phase transition. It is concluded that the low-temperature splittings are related to the rearrangement of Tl atoms in the plane of layers, which is accompanied by antiparallel displacements of two different groups of Tl atoms. Moreover, the rotational patterns of the resonance fields reveal a doubling of the number of centers at low temperatures. The preliminary simulation indicates that the doubling is related to the rotation of the principal axis system of the centers, while the magnitude of fine structure splitting is nearly the same. vii Also, in the present work the results of low temperature EPR spectra of paramagnetic Fe3+ doped TlGaS2 crystals in the temperature range 5?300 K are presented. The preliminary results of our computer simulations of the low temperature EPR spectra of Fe3+ centers indicate no doubling of the resonating centers at low temperatures. The relation between the resonance lines of room temperature and low temperature in TlGaS2 crystal is opposite to the relations in isostructural compounds of TlGaS2. As being the isostructural compounds of TlGaS2, low temperature EPR spectra of TlInS2 and TlGaSe2 crystals exhibit doubling while room temperature EPR spectra of TlGaS2 exhibits doubling. On considering the relations of room and low temperatures of resonance lines of Tl ternary chalcogenides, we make a conclusion about the situation in TlGaS2 crystal at low temperatures: Tl atoms lose their zigzag alignment and have the equal structural positions on Tl chains. We present possible models for Tl atoms located among the GaSe4, GaS4 and InS4 tetrahedral cavities at low temperatures. Generally, rearrangements of Tl atoms according to the plane of layers were considered. Combining the results of the analysis of low temperature EPR measurements with the examined theoretical considerations we concluded 5 different models about the displacements of Tl atoms.
Benzer Tezler
- Investigation of paramagnetic atom doped layered and nanostructured TlMX2 (M=Ga, In; X=Se, S) magnetic semiconductors
Paramanyetik atom katkılandırılmış katmanlı nanoyapılı TlMX2 (M=Ga, In; X=Se, S) manyetik yarıiletkenlerin incelenmesi
SERDAR GÖKÇE
Doktora
Türkçe
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FAİK MİKAİLZADE
- Spintronik malzemelerin manyetik rezonans tekniği ile incelenmesi
Magnetic resonance study of spintronic materials
SÜMEYRA GÜLER KILIÇ
Doktora
Türkçe
2011
Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BULAT RAMEEV
- Fe ve Cr atomları ile katkılandırılmış T1InS2 kristalinde faz geçişleri çevresinde dielektrik ve manyetik özellikler
Dielectric and magnetic properties in the vicinity of phase transitions in T1InS2 crystal doped by fe and cr atoms
ASİYE GONCA ONAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FAİK MİKAİLOV
- Elektrokimyasal yöntem ile ZnO'nun manyetik malzemelerle katkılanması ve optik, elektrik, morfolojik ve yapısal özelliklerinin nanokarakterizasyonu.
Doping of ZnO with magnetic materials by electrochemical method and nanocharacterization of its optical, electrical, morphological and structural properties
TÜLAY ÖZEYRANLI
Doktora
Türkçe
2023
Bilim ve TeknolojiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiNanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEVLANA CELALETTİN BAYKUL
- Oltu (Erzurum) yöresi Oltu taşı yataklarının jeolojisi, oluşumu ve gemolojik özelliklerinin belirlenmesi
Geology, occurence and gemological properties of Oltu stone deposited at the vicinity of Oltu (Erzurum)
MUSTAFA DÖNMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Maden Mühendisliği ve MadencilikDumlupınar ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSKENDER IŞIK