Geri Dön

Investigation of electronic and optical properties of wurtzite MgZnO with first principles calculations

Hekzagonal MgZnO kristalinin elektronik ve optik özelliklerınin ilk prensipler hesaplamaları ile incelenmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 528999
  2. Yazar: ROKAIA IBRAHEM
  3. Danışmanlar: PROF. DR. SEFER BORA LİŞESİVDİN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 81

Özet

Bu çalışmada, hekzagonal ZnO ve farklı Magnezyum (Mg) alaşım oranlarına sahip MgxZn1-xO yapıların elektronik ve optik özellikleri yoğunluk fonksiyonel teorisi (DFT) temelli Atomistix Toolkit-Virtual NanoLab (ATK-VNL) yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Hesaplamalarımız, ZnO kristalinde Zn atomunun 3d ve O atomunun 2p orbitallerine Hubbard (U) parametreleri uygulanıp Genelleştirilmiş Gradyent Yaklaşımı (GGA+U) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Tüm incelenen yapılar için elektronik bant yapısı, durum yoğunluğu (DOS) ve elektron etkin kütlesi gibi elektronik özelliklerin yanı sıra yapıların dielektrik fonksiyonu, kırılma indisi, sönüm katsayısı ve soğurma spektrumu gibi optik özellikleri incelenmiştir. Artan Mg alaşım oranına bağlı olarak MgxZn1-xO kristalinin yasak bant aralığının arttığı ve deneysel sonuçlara benzer olduğu görülmüştür. Mg alaşım oranına bağlı olarak elektron etkin kütlesi doğrusal olarak artış göstermektedir. Hesaplanan etkin kütle değerleri deneysel sonuçlarla kıyaslandığında benzer sonuçlar sergilemiştir. MgxZn1-xO kristalinin Mg oranı arttıkça kristalin soğurma kıyısı yüksek enerji bölgelerine (düşük dalga boyları) doğru kaymıştır. İncelenen yapıların statik dielektrik sabitleri artan Mg oranına bağlı olarak azalmıştır. Yüksek frekans dielektrik sabiti deneysel sonuçlara çok yakın olarak bulunmuştur. Ayrıca incelenen yapılar için kırılma indisleri belirlenmiştir.

Özet (Çeviri)

In this study, the electronic and the optical properties of wz-ZnO and wz- MgxZn1-xO have been calculated for different Mg mole fractions using the Atomistic Toolkit-Virtual Nano Lab (ATK-VNL) software based on density functional theory (DFT). Our calculations are performed using the hybrid-generalized gradient approximation (GGA+U) formalism, where the Hubbard parameters are applied to Zn-3d electrons and O-2p electrons. The electronic properties calculations include the electronic band structures, the density of states and electron effective masses, whereas the optical properties calculations include the static dielectric functions, refractive indexes, extinction coefficients and absorption spectra of all the studied structures. The results show that the band gap energies increase as the Mg mole fractions increase, which corresponds with the previous experimental results. The electron effective masses calculation shows a linear dependence of the Mg mole fraction, but their values show overestimation. The absorption edges of studied structures move toward the higher energies region (the lower wavelengths region) as Mg mole fraction of MgxZn1-xO increases. The static dielectric constant of MgxZn1-xO decreases as Mg mole fraction increases. The dielectric constants of the high frequency of MgxZn1-xO are found to be very similar to the experimental results. In addition, the refractive indexes and the extinction coefficients move toward the higher energy region (the lower wavelength region).

Benzer Tezler

  1. Tez No

    911095

    Metal katkılı ∑3(111) tanecik sınırlı CdS yapının elektronik ve yapısal özelliklerinin yoğunluk fonksiyonel teori ile incelenmesi

    Investigation of electronic and structural properties of metal doped ∑3(111) grain-confined CdS structure with density functional theory

    CAN ALTUNDAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MURAT ÇALIŞKAN

  2. Tez No

    55288

    Investigation of the structural and electro-optical properties of chemically deposited ZnS and CdS thin films and the thermoluminecence properties..

    ZnS ve CdS ince filmlerinin yapısal, elektriksel ve optik ve ZnS ince filmlerinin termoluminesans özelliklerinin incelenmesi

    MUSTAFA ÖZTAŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    1996

    Fizik ve Fizik MühendisliğiGaziantep Üniversitesi

    DOÇ. DR. RAMAZAN ESEN

    DOÇ.DR. REFİK KAYALI

  3. Tez No

    679212

    The use of doped ZnO nanomaterials with enhanced optoelectronic properties as an electrode

    Optoelektronik özellikleri geliştirilen katkılı ZnO nanomalzemelerin elektrot malzemesi olarak kullanılması

    OSMAN ÜRPER

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Enerjiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Enerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NİLGÜN BAYDOĞAN

  4. Tez No

    421255

    Capacitance-voltage and current-voltage characteristic properties of ZnO:Al/p-Si heterojunction

    ZnO:Al/p-Si heterokavşakların kapasitans-voltaj ve akım-voltaj karakteristik özellikleri

    YELİZ KÖSE

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MURAT BAYDOĞAN

  5. Tez No

    310405

    Nanocrystalline ZnO:Al thin films prepared by sol-gel dip coating technique and ZnO: Al/p-Si heterojunctions

    Sol-gel daldırmalı kaplama tekniği ile üretilmiş nano yapılı ZnO:Al ince filmler ve ZnO: Al/p-Si heterokavşaklar

    ÖZGE KARACASU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2010

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NİLGÜN BAYDOĞAN

    PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU

Geri Dön