Bazı iletken polimerlerin fiksel özellikleri'nin hesaplanması
Başlık çevirisi mevcut değil.
- Tez No: 47141
- Danışmanlar: PROF.DR. MUSTAFA KORKMAZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 1995
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 194
Özet
Ill ÖZET Polimerlerin iletkenliklerinin ortaya çıkması ile bu malzemelere olan ilgi artmıştır. Her geçen gün iletkenliği daha yüksek ve oksitlenmeye karşı daha dirençli yeni polimer türleri sentez edilmektedir. Deneysel gelişmelerin yanı sıra, bu malzemelerin nasıl iletken hale geldikleri, iletkenlik mekanizmalarının ne olduğu ve iletkenliğinin nasıl artırılabileceği konularında kuramsal çalışmalar da yapılmış, ancak bu alandaki gelişmeler daha yavaş olmuştur. İletken polimerler konusunda kuramsal çalışmaların başladığı 1978 yılından bu yana, katkılama sonucunda poliasetilen ve diğer polimerlerde ortaya çıkan yalıtkan-metal faz geçişi üzerinde çalışılmasına rağmen bunun halen tam bir açıklaması yapılabilmiş değildir. Bu çalışmada, değişik oranlardaki sodyum katkılamasının poliasetilenin yalıtkan- metal faz geçişi üzerine olan etkileri incelendi. 3-boyutlu örgü içinde bulunan bir poliasetilen zinciri ele alınarak, katkılamanın bu zincirin özellikleri üzerine olan etkileri araştırıldı. Hesaplamalarda, elektron-fonon etkileşmesini içeren SSH hamiltoniyeni ile Coul omb potansiyelinin toplamından oluşan bir toplam hamiltoniyenin kesikli notasyonda verilmiş biçimi kullanıldı, incelenen zincir üzerinde oluşan Coulomb potansiyeli, Davis koaksiyal kablo modeli kullanılarak, Fermi- Thomas Yaklaşımı ile elde edildi. Enerji band yapısının kesirsel Coulomb potansiyeline bağlı olarak nasıl değiştiği incelenerek 80, 108, 130 (CH) birimine sahip PA zincirinde katkılamanın yalıtkan- metal faz geçişine olan etkisi araştırıldı. Kesirsel potansiyelinin artmasıyla soliton bandının en üstünde bulunan iki enerji seviyesinin iletkenlik bandı kıyısına yaklaştıkları belirlendi. Katkılama düzeyinin artırılması ile soliton bandındaki bu iki seviyenin iletkenlik bandına daha da yaklaştıkları ve katkılamanın kritikIV bir değerinden itibaren tamamen iletkenlik bandına geçtikleri görüldü. Metal- yalıtkan faz geçişine bu seviyelerin iletkenlik bandına geçmesinin neden olduğu sonucuna varıldı. Yapılan hesaplamalar sonucunda bu geçişin, deneylerle ve daha önce yapılan hesaplamalarla uyumlu olarak, %8.33 'lük Na katkılama düzeyinde ortaya çıktığı görüldü. Uç etkilerinin enerji düzeylerinin oluşumlarında ve bunların kesirsel potansiyele göre değişimlerinde çok önemli oldukları belirlendi. Katkılama sonucunda zincir uç kısımlarında oluşan solitonların zincir uçlarına olan uzaklıkları, solitonlar arası mesafeden küçük olduğunda valans bandından soliton bandına ve soli- ton bandından iletkenlik bandına geçen enerji seviyelerinin, katkılama oranına bakılmaksızın bastırıldığı ve faz geçişinin ortaya çıkmadığı belirlendi. Enerji düzeylerinin kesirsel potansiyele göre değişimleri için yapılan hesaplar da olduğu gibi değişik katkılama oranları ve zincir uzunlukları dikkate alınarak özdurumların yerellikleri, zincir boyunca yük dağılımları ve dalgafonksiyonlarmm zincir boyunca değişimleri gibi kavramlar yardımı ile de PA 'nın özellikleri incelendi. Bu yolla elde edilen kuramsal bulgular ile PA 'da yalıtkan-metal faz geçişi arasındaki ilişkiler araştırıldı. Zincir boyunca yük dağılımı hesaplanarak, poliasetilende sadece tek bağların yanyana gelmesiyle değil, çift bağların yanyana gelmesiyle de solitonlarm oluşabileceği belirlendi. Katkılama oranının artmasıyla yük yoğunluğunun değiştiği ve soliton merkezlerinde negatif yük yoğunluğu artarken zincir uçlarında yük yoğunluğunun pozitif olmaya başladığı görüldü.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT The interest in polymers has been increased after the discovery of their conducting properties. New type polymers of higher conductivity and of higher resistance to the oxidation have been synthesizing from day to day. Beside experimental achivements, theoretical works have been carried out on the aspects of how these materials become conducting, what are their conducting mechanism and can they how be increased. Althouh many works have been per formed on metal-insulator phase transition in polyacetylene and other polymers since the beginning of the theoretical woks on conducting polymers in 1978. A complete explanation of this phenomenon is not yet achieved. In this work, the effects of sodium doping in different rations on the metal- insulator transition of polyacetylene were investigated. The effects of doping on the properties of a chain have been studied by considering a polyacatylene chain in a three dimensional network. In the calculation; a total Hamiltonian experessed in discret form and obtained by the addition of SSH Hamiltonian including electron-phonon interaction and Coulomb potential produced on the studied chain has been emploed by using Davis coaxial cable model in Fermi- Thomas approximation. The effects of doping on metal-insulator transition in PA chains of 80, 108, 130 (CH) units have been studied by considering the change of energy band structure with fractional Coulomb potential. It was determined that upon increasing frac tional potantial the two top energy levels in the soliton band approach toward the condution band edge. Further increase in doping level causes these two soliton energy levels to approach closer to the conduction band and after a critical value of doping, these levels have been observed to merge completly in the conduction band. From this fact it was concluded that this merging of energy levels was atVI the base of metal-insulator transition. In agreement with the previous experi mental and theoretical results, it was found that this transition takes place at a sodium doping levels of 8.33%. It was determined that the end effects were very important in the formation of energy levels and their changes with fractional potential. It was concluded that if the distances between the closest solitons to the ends of the chain and end pints of the chains were smaller than the distance between the solitons themselves, the merging of valance-soliton band and soliton- conduction band energy levels have been repressed irrespective of the doping levels and because of this fact metal-insulator phase transition did not take place. The properties of PA have also been investigated through the concepts eigenstate localization degree, distribution of charge density along the chain and variation of eigenfunction over the chain for different doping levels and chain lengths as in the calculation of energy level changes with fractional potential. A relation has been tried to establish between the phase transition in PA and the theoretical results obtained this way. Basing on charge distribution calculations along the chain, it has been concluded that in polyacetylene the solitons were not formed only by gathering the single bonds side by side but gathering the double bonds side by can give rise to a soliton formation too. Upon increasing doping level, charge density distribution changes along the chain. At the centers of the solitons negative charge densities turn out to be increased but at the ends of the chain this densities were observed to become positive.
Benzer Tezler
- Electrochemical synthesis of some conducting polymers and invstigations of their conduction mechanism ESR technique
Bazı iletken polimerlerin elektrokimyasal yöntemle sentezi ve iletkenlik mekanizmasının ESR tekniği ile saptanması
BANU DEMİRBOĞA
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ÖNAL
- Bazı iletken polimerlerin elektrokimyasal sentezi ve uygulamaları
Electrochemical synthesis and applications of some conducting polymers
BÜLENT ZEYBEK
- Bazı iletken polimerlerin kil ve zeolit kompozitlerinin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of clay and zeolite composites of some conductive polymers
ORHAN SOYLU
Doktora
Türkçe
2022
KimyaTokat Gaziosmanpaşa ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA CEYLAN
PROF. DR. SELÇUK ŞİMŞEK
- Bazı iletken polimerlerin gaz sensörü olarak teorik modellenmesi
Theoretical modeling of some conductive polymers as a gas sensor
RESUL GÖRGÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Fizik ve Fizik MühendisliğiKaramanoğlu Mehmetbey ÜniversitesiFen Bilimleri ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT YILDIZ
- Bazı iletken polimerlerin süperkapasitör uygulamaları
Supercapacitor applications of some conducting polymers
ANDAÇ ARSLAN