Geri Dön

Modelling electronic and structural properties of graphene and transition metal chalcogenide nanostructures

Grafen ve geçiş metali kalkojenit nanoyapıların elektronik ve yapısal özelliklerinin modellenmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 449138
  2. Yazar: HEDİYE DUYGU ÖZAYDIN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. RAMAZAN TUĞRUL SENGER
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2016
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 102

Özet

Bu tezin amacı, grafen ve benzeri geçiş metali kalkojenitlerin bir ve iki boyutlu nanoyapılarının elektronik ve yapısal özelliklerinin yoğunluk fonksiyoneli teorisi ile incelenmesidir. Tek atom kalınlığındaki grafen, bilinen ilk iki boyutlu nanomalzemedir ve benzersiz özellikleri nedeniyle oldukça ilgi çekmektedir. Son yıllarda yapılan grafen araştırmaları, gerek deneysel gerekse teorik olarak hızlı bir bilgi birikimi sağlayarak farklı birçok 2 boyutlu yeni malzemelerin de önünü açmıştır. Bu malzemeler arasında özellikle geçiş metali kalkojenitleri yakın zamanlarda yapılan yoğun madde fiziği araştırmalarının odağı olmuştur. Grafen malzemesinin birçok üstün özelliğine rağmen, bant baralığının olmayışı elektronik uygulamalarda geçiş metali kalkojenitleri gibi malzemelerin gerekliliği öne çıkarmıştır. Grafene kıyasla geçiş metali kalkojenitlerinin fiziksel özellikleri daha çeşitlidir ve yasak bant aralığının varlığı, pek çok elektronik uygulama alanı için umut vermektedir. Grafen ve benzeri yüzeylerde yapılan deneyler çeşitli metal atomlarının yüzeyde hızlı difüzyonlarının mümkün olduğunu ve bunların atom öbekleri oluşturma eğiliminde olduklarını ortaya koymuştur. Yaptığımız çalışmada Pt atomlarının grafen, MoS2 ve TaS2 üzerindeki karakteristik davranışları incelenmiştir. Benzer şekilde, TiSe2 malzemesi yeni sentezlenmiş iki boyutlu geçiş metali dikalkojenitidir ve 1T fazında metalik özellik gösteren bu malzeme oldukça fazla çalışılmıştır. Bu iki-boyutlu malzemenin hidrojen atomu ile fonksiyonelleştirdiğimizde yapısal ve elektronik özelliklerinin nasıl değiştiği araştırılmıştır. Yine bu malzemenin nanoşeritlerinin elektronik ve yapısal özellikleri ile benzer 1T fazında ve yeni sentezlenmiş olan iki-boyutlu PtSe2 malzemesinin nanoşeritlerinin elektronik özellikleri kıyaslanmıştır. En son olarak da, geçiş metali kalkojeniti olan ama tamamen farklı kristal yapıya sahip olan ve son zamanlarda oldukça fazla çalışılan TiS3 malzemesinin,nanoşeritlerinin yapısal ve elektronik özelliklerinin yanısıra mobilite ve mekanik gerilim altında elektronik yapısının nasıl değiştiğine bakılmıştır.

Özet (Çeviri)

The purpose of this thesis is to investigate the electronic and structural properties of one- and two-dimensional materials such as graphene, graphene-like transition metal chalcogenides by using density functional theory. The single-atom thickness of graphene sheet is a novel material and attracts great interest due to its unique features. In recent years, theoretical and experimental studies on graphene provide quick knowledge and have opened up possibilities for many other two-dimensional new materials. Among these materials, especially transition metal chalcogenides have recently been the focus of studies of condensed matter physics. Unlike many superior properties of graphene, lack of band gap in electronic structure have highlighted the necessity of such transition metal chalcogenides materials for electronic applications. As compared to graphene, transition metal chalcogenides have various physical properties and possess sizable band gaps, for this reason they are promising candidate for many applications. Many experiments have revealed that the surfaces of graphene and graphene-like structures can play an active role as a host surface for clusterization of metal atoms. Motivated by these observations, we investigate characteristic properties of Pt atoms on graphene, MoS$_2$ and TaS$_2$. Similarly, TiSe$_2$ is very recently synthesized two-dimensional transition metal dichalcogenide material and stable in 1T phase. Two-dimensional TiSe$_2$ has a metallic electronic property and widely studied material. We analyze how to change the structural and electronic properties of TiSe$_2$ by functionalization with hydrogen atom. Again to the effects of hydrogenation on two-dimensional TiSe$_2$ monolayer we also study the structural and electronic properties of this material in nanoribbon form. At the same time, PtSe$_2$ which is also very recently synthesized two-dimensional transition metal dichalcogenide and stable in 1T phase like TiSe$_2$, its nanoribbon structural and electronic properties have also been investigated and compared with TiSe$_2$ nanoribbons. Finally, TiS$_3$ which is also transition metal chalcogenide but entirely different crystal structure, is recently widely studied materials. The structural and electronic properties as well as carrier mobility and strain response of TiS$_3$ nanoribbons have been investigated. Besides many comprehensive theoretical studies, a lot of experimental studies are avaibale about the synthesis of these materials. In brief, these materials which tackles a contemporary and rapidly developing field, the nanoribbon form and functionalization of them that hold promise for many other applications.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    473263

    Ab initio modelling of materials properties for catalytic and device applications

    Katalitik ve aygıt uygulamaları için malzeme özelliklerinin ilk prensip modellenmesi

    MEHMET GÖKHAN ŞENSOY

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HANDE TOFFOLİ

    DOÇ. DR. DANIELE TOFFOLI

  2. Tez No

    574962

    AB-initio modelling of oxygen reduction reaction on doped graphene surface in acidic media

    Katkılanmış grafen yüzey üzerindeki oksijen indirgenmereaksiyonunun asidik ortamda AB-initio modellenmesi

    HASAN OZAN AVCI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ADEM TEKİN

  3. Tez No

    703446

    Modification of the structure of graphene aerogels by reduction: Consequences on catalytic properties, as carbocatalysts and as supports for atomically dispersed iridium

    Başlık çevirisi yok

    KAAN YALÇIN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Kimya MühendisliğiKoç Üniversitesi

    Kimya ve Biyoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALPER UZUN

  4. Tez No

    476638

    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

    İngilizce

    2017

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OĞUZ GÜLSEREN

  5. Tez No

    695278

    Fabrication and characterization of hybrid nanofiller reinforced polyurethane nanocomposites

    Hibrit nanodolgu takviyeli poliüretan nanokompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu

    AMIR NAVIDFAR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LEVENT TRABZON

Geri Dön