Electronic structure of graphene nano-ribbons
Grafin nano-şeritlerin elektronik yapısı
- Tez No: 222802
- Danışmanlar: DOÇ. DR. OĞUZ GÜLSEREN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Bölümü
- Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 68
Özet
İnsanların yüzyıllardır kalem ucu olarak kullandığı grafit katmanlardan oluşmaktadır ve her bir katmana grafin denir. 2004 yılında Novoselov ve ekibi iki boyutlu grafini üretmeyi başardı. Daha önce grafin üzerine epeyce teorik çalışma yapılmıştı ve bu yeni gelişme deneysel çalışmalara da imkan sağladı. Yapılan çalışmalar gösteriyor ki grafin, elektronik yapısı sebebiyle, kuvantumsal görelilikçe ortaya atılan fikirleri doğruluyor. Bu sebeple bilim adamları iki boyutlu sistemler hakkındaki düşüncelerini tekrar gözden geçirmek zorunda kaldılar. Hatta son yapılan teorik çalışmalar, deneysel verileri doğrular şekilde gösteriyor ki, elektronlar ve deşikler brillouin bölgesi içindeki K noktası civarında oluşan konik elektronik bant dağılımı sebebiyle 1 milyon m/s hızla hareket eden (c/300, c ışık hızı) kütlesiz fermiyonlar gibi davranıyorlar.Grafinin bant aralığı sıfır olduğundan yarı iletken uygulamalarında kullanılamamaktadır. Grafin nano-şeritler (GNŞ) sonlu büyüklükteki grafinlerdir. Grafinden farklı olarak bant aralıkları sıfır olmayabilir, bu nedenle bant aralığı mühendisliği uygulamaları için (mesela transistörler) yeni bir adaydır. Bu çalışma zayıf bağlanma yöntemiyle hem bir boyutlu (bir boyutta sonsuz), hem de sıfır boyutlu (iki boyutta da sonlu) Grafin Nano-Şeritlerin elektronik bant yapısının hesaplanmasını sunuyor. Hesaplamalar hem bir boyutta, hem de sıfır boyutta Zigzag, Koltuk ve Kiral Grafin Nano-Şeritler (ZGNŞ, KGNŞ, KiGNŞ) için yapıldı. Hesaplar, grafindeki gibi sıfır bant aralıklı grafin nano-şeritlerin (ZGNŞ ve KGNŞ) olduğunu gösterdiği gibi, bant aralığı boyutları küçüldükçe artan ve böylece silikonun yerini almak için daha uygun ve güçlü bir aday haline gelen sıfırdan farklı bant aralığına sahip (KGNŞ ve KiGNŞ) grafin nano-şeritlerin de varlığını göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Graphite is a known material to human kind for centuries as the lead of a pencil. Graphene as a two dimensional material, is the single layer of graphite. Many theoretical works have been done about it so far, however, it newer took attention as it takes nowadays. In 2004, Novoselov et al. was able to produce graphene in 2D. Now that, making experiments on graphene is possible scientists have to renew their theoretical knowledge about systems in two dimension because graphene, due to its electronic structure, is able to prove the ideas in quantum relativistic phenomena. Indeed, recent theoretical studies were able to show that, electrons and holes behave as if they are massless fermions moving at a speed about 1 million m/s (c/300, c being speed of light) due to the linear electronic band dispersion near K points in the brillouin zone which was observed experimentally as well.Having zero band gap, graphene cannot be used directly in applications as a semiconductor. Graphene Nano-Ribbons (GNRs) are finite sized graphenes. They can have band gaps differing from graphene, so they are one of the new candidates for band gap engineering applications such as field effect transistors. This work presents theoretical calculation of the band structures of Graphene Nano-Ribbons in both one (infinite in one dimension) and zero dimensions (finite in both dimensions) with the help of tight binding method. The calculations were made for Zigzag, Armchair and Chiral Graphene Nano-Ribbons (ZGNR,AGNR,CGNR) in both 1D and 0D. Graphene nano-ribbons with zero band gap (ZGNR and AGNR) are observed in the calculations as well as the ribbons with finite band gaps (AGNR and CGNR) which increase with the decrease in the size of the ribbon making them much more suitable and strong candidate to replace silicon as a semiconductor.
Benzer Tezler
- First-principles investigation of graphitic nanostructures
Grafen tabanlı nanoyapıların ilk-prensip hesaplar ile incelenmesi
HÜSEYİN ŞENER ŞEN
Doktora
İngilizce
2013
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Bölümü
PROF. DR. OĞUZ GÜLSEREN
- İki boyutlu sistemlerde kusurlar
Defects in two dimensional systems
ZEYNEP ŞAHAN
Doktora
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SAVAŞ BERBER
- Tight binding modeling of two dimensional and quasi-two dimensional materials
Ikı boyutlu ve ıkı boyutumsu malzemelerın sıkı bağ metoduyla modellenmesı
DEEPAK KUMAR SINGH
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ GÜLSEREN
- Electro-magnetic properties and phononic energy dissipation in graphene based structures
Grafen tabanlı yapılarda elektronik-manyetik özellikler ve fononik enerji yitimi
HALDUN SEVİNÇLİ
Doktora
İngilizce
2008
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Bölümü
PROF. SALİM ÇIRACI
- Electronic, spintronic and transport properties of carbon based nanowires
Karbon bazlı nanotellerin elektronik, spintronik ve transport özellikleri
OZAN ARI
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RAMAZAN TUĞRUL SENGER