Geri Dön

First-principles investigation of functionalization of graphene

Grafenin işlevleştirlmesinin ilk prensip teknikleriyle incelenmesi

  1. Tez No: 336910
  2. Yazar: YAPRAK KORKMAZ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. OĞUZ GÜLSEREN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: graphene, adsorption on graphene, graphane, halogen atoms, DFT, plane-wave pseudo-potential calculations
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 110

Özet

Tek atom kalınlığındaki grafen, bilinen ilk iki boyutlu nanomalzemedir ve ben-zersiz özellikleri nedeniyle oldukça ilgi çekmektedir. Ancak, kimyasal olarakaktif olmayan ve bant boşluğu olmayan bu malzemenin, elektronik uygula-malarda kullanm zor olmaktadır. Çeşitli atomlarn grafen uzerine yapsmasbu malzemeyi işlevsel hale getirmenin bir yoludur. Bu sebeple atomik boyuttagrafen ve halojen atomlarının etkilesimlerini incelemek için, işlevleştirilmis grafensisteminin elektronik ve yapsal özellikleri yoğunluk fonksiyonlar teorisi kul-lanılarak irdelenmiştir. Halojen atomlarınn yanısıra, düzlem dalga sankipotansiyel metodu ve genelleştirilmis gradiyent yaklaşım kullanılarak QuantumEspresso paketi ile yapılmıştır. Yapsan atom ve grafen sistemi 4  4 periyodikyapda modellenmistir. Halojen atomlar ve dimer grafenin yuksek simetridekinoktalarna konulup baglanma enerjileri hesaplanmıştır. Farklı kon gurasyon-daki yaplar karslastrlarak denenmistir. Sistemlerin bant diyagram ve durumyogunluk ozellikleri ckarlmstr. CÇalsmalar sonucunda, grafen yuzeyine atombaglanmasnn bir kac elektronvolt buyuklugunde bant aralığına sahip kararlıyapılar olusturdugu gozlemlenmistir. Çalışılan yapıların arasında en kararlısıatomlarnn bağlandığı sistemdir. Yüksek elektron çekme özelliği bu yapının ko-valent bağ oluşturmasına ve kararlı olmasına neden olur. Ayrca, en kararlı kon- gurasyon halojen atomlarının grafenin alt ve üst yuzeyine yapsan durumudur.Anahtar sözcukler: grafen, grafen üzerinde bağlanma, halojen atomlar, yoğunlukfonksiyonlar teorisi, düzlem dalga sanki potansiyel hesaplar

Özet (Çeviri)

The graphene sheet is a single-atom thick novel material and attracts greatinterest due to its unique features. However, it is a metallic material with nobandgap, which makes it dicult to integrate in electronic applications. Adatomadsorption is one of the promising ways to make this structure functional. Tothis end, electronic and structural properties of graphene have been investigatedby using density functional theory formalism in order to understand atomic levelinteraction between halogen adatoms and graphene layer. The most commonadatom, hydrogen, has also been studied. In this study, plane-wave, pseudo-potential density functional theory calculations were carried out using generalizedgradient approximations for the exchange correlation potential with the QuantumEspresso package. In order to obtain fully relaxed structures, geometry optimiza-tion has been performed in all of the calculations. The adatom-graphene systemis modelled with a 4  4 graphene supercell. Adsorption energies of halogenadatoms and dimers adsorbed on highly symmetric positions on graphene layerare calculated. Dierent con gurations of adatoms have been tested. Speci cproperties such as band structure and density of states of these system have beeninvestigated. The results show that a fully covered graphene layer is stable andoptimized structures exhibit a band gap of a few eV. The most stable structureamong halogen adatoms is the uorine adsorbed on graphene. It has the highestelectronegativity, which is the reason for high electron transfer from the graphenelayer. This is the reason of the formation of covalent bonds. Furthermore, themost stable con guration is found to be chair con guration with the halogenatoms alternating in both sides of the layer.

Benzer Tezler

  1. Functionalization of carbon nanotubes

    Karbon nanotüplerinin fonksiyonelleştirilmesi

    SEFA DAĞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2005

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Fizik Bölümü

    PROF. SALİM ÇIRACI

  2. Functionalization of group V monolayers and their compounds: Alloying, doping and surface modification

    Tek tabaka grup V sistem ve bileşiklerinin fonksiyonelleştirilmesi: Alaşım, katkı ve yüzey modifikasyonu

    MUAMMER KANLI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ENGİN DURGUN

  3. İki boyutlu mxene kristallerinin mekanik ve dinamik özelliklerinin temel prensiplere dayalı yöntemler ile incelenmesi ve araştırılması

    The investigation of mechanical and dynamic properties of two dimensional mxene crystals by first principles

    UĞUR YORULMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. CEM SEVİK

  4. Molecular recognition based self assembly of engineered proteins on nanoscaled gold surfaces

    Nano-ölcek metal yüzeylerde moleküler tanıma esaslı kendiliğinden montaj olabilen protein tasarımı

    BANU TAKTAK KARACA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Biyokimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CANDAN TAMERLER

    YRD. DOÇ. DR. BÜLENT BALTA

  5. Novel organic redox materials and their applications in rechargeable batteries

    Yeni organik redoks malzemeleri ve şarj edilebilir pillerde uygulamaları

    SÜMEYYE BAHÇECİ SERTKOL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Kimyaİstanbul Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GÜLTEN ATUN