Geri Dön

Karbon grafen şeritlerdeki kusurların analizi

Analysis of defects in carbon graphene ribbons

  1. Tez No: 439384
  2. Yazar: MEHMET ALİ BAYKAL
  3. Danışmanlar: PROF. DR. SAVAŞ BERBER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2016
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 53

Özet

Grafenin uygulamalarının gelişmesinde en önemli hususlardan birisi, tamamen yüzeyden oluşmasından dolayı, oluşacak kusurların fiziksel özellikleri ne ölçüde etkileyeceği ve bu kusurların yeniden yapılandıktan sonra göç edip edemeyeceğidir. Bu tezde, atomik yapı optimizasyonları ve toplam enerji hesaplamaları ile kusurların tavlama yöntemleriyle ne ölçüde kusursuz bir sisteme ulaşılabileceği araştırıldı. Kusurların elektronik ve manyetik özelliklere olumlu ya da olumsuz katkıları spin polarize yoğunluk fonksiyoneli hesaplamaları ile araştırıldı. Grafen şeritlerde yeniden yapılanmanın geniş ölçekli yapısal değişimlere sebep olduğunun gözlendiği bu çalışmada, en kararlı ve geriliminin en aza indirildiği durum araştırıldı. Taban durum, yeni oluşan bağdan kazanılan enerji ile gerilme enerjisinin dengesine bağlı olduğundan, en kararlı yapı gerilimin şerit kenarından faydalanarak en aza indirildiği durumda elde edilmektedir. Yeni bağ, şerit ekseni ile ne kadar büyük açı yaparsa toplam enerji o kadar düşmekte ve sistem daha kararlı olmaktadır. Kusur durumları Fermi seviyesi civarında oluşmakta ve eşleşmemiş elektron kaynaklı oldukları için değiş-tokuş yarılmasına uğramaktadırlar. Kusur durumları ile kenar durumları arasındaki hibridizasyon elektronik yapıya hükmeder. Eşleşmenin ferromanyetik veya antiferromanyetik olmasına göre elektronik yapı kontrol edilebilmektedir. Atomik yapı elektronik yapıyı belirlerken kenarlara injekte edilecek spin yönelimine göre elektronik yapıyı değiştirmek mümkündür. Tüm bu renkliliğine rağmen elektronik yapının kontrolü imkânsız gibi gözükse de elde edilecek akım genellikle spin polarize olacaktır. Spin polarize akıma kusurdaki yerel durumların katkısı mobilitesi düşük olduğu için önemsiz olsa da kusur durumu kenar durumlarını etkilediğinden kenarlardan oluşan spin polarize akımı da etkileyebilecektir.

Özet (Çeviri)

One of the most important considerations in the development of graphene applications are the modification of physical properties due to defects and the possibility of self-healing and self-removal. In this work, structure optimizations and total energy calculations are employed to find the equilibrium geometry and the energetics of defects, and thus the possibility of annealing of defects is assessed. The magnetic and electronic properties of reconstructed defects are investigated by spin polarized density functional theory calculations. I find that the optimum reconstruction occurs when the new bond makes the biggest angle with the ribbon edge, in which case the strain is released by the existence of the edge. Defects introduce new states near the Fermi level. Since they are originated from unpaired electrons, these new states experiences exchange splitting. The second most important contribution to the electronic structure comes from the edge states. Thus, the hybridization between the edge and the defect states determine the electronic and magnetic properties. I considered that the edge and the defect states couple ferromagnetically or antiferromagnetically. Although the electronic structure is first influenced by the atomic structure, the preferential injection of spin states to the edges may be crucial in determining the electronic properties. In spite of the fragile electronic structure, spin polarized current is always possible. I find that the localized defect states determine the spin polarized current since they influence the current on edges.

Benzer Tezler

  1. Grafen şeritler

    Graphene ribbon

    FADİME IRMAK YEĞEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BEKİR SITKI KANDEMİR

  2. Düşük sıcaklık ve yüksek manyetik alan altında tek ve çift tabaka grafen yapıların iletim mekanizmalarının incelenmesi

    Investigation of transport mechanisms of monolayer and bilayer graphene structures considering low temperature and high magnetic field

    HÜSEYİN ATCI

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEYNEP ÖNEM

  3. Nanoakışkanlı çift borulu ısı değiştiricilerin optimizasyonu

    Optimization of the double pipe heat exchangers having nanofluid

    GÜVEN ÖZÇELİK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Makine MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET SELİM DALKILIÇ

    DR. ÖĞR. ÜYESİ DENİZ YILMAZ

  4. Farklı arıtım yöntemleri kullanarak Bingöl katı atık depolama sahası sızıntı suyunun arıtılabilirliğinin araştırılması ve kinetik çalışmalar

    Investigation of treatability of Bingol solid waste landfill leachate using different treatment methods and kinetic studies

    AYŞENUR ÖĞEDEY

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Çevre MühendisliğiAtatürk Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ENSAR OĞUZ

  5. Karbon elyaf,grafen nanoplatelet ve zincir uzatıcı katkıların poliamit 6,6 kompozitlerin özellikleri üzerine eş zamanlı etkisinin incelenmesi

    Synergetic effect of graphene nanoplatelet,carbon fiber and coupling agent addition on the tribological,mechanical and thermal properties of polyamide 6,6 composites

    ECEM KARATAŞ DEMİRAY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Makine MühendisliğiKocaeli Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. TANER YILMAZ