Computational investigation of electronic and optical properties of metal nano-clusters supported on n-doped bilayer graphene structures
Azot katkılı çift katmanlı grafen ile desteklenmiş metal nanokümelerinin elektronik ve optik özelliklerinin hesaplamalı incelenmesi
- Tez No: 544180
- Danışmanlar: PROF. DR. İZZET MORKAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 140
Özet
Grafen sıradışı özelliklere sahip olmasının yanı sıra nano-elektronikler, sensörler, kompozitler, piller, süper kapasitörler ve hidrojen depolama gibi uygulamalarda kullanılabilme potansiyeli ile son yıllarda yoğun ilgi görmektedir. Çift katmanlı grafen yapıları arasına interkale edilmiş Renyum, Tungsten ve Osmiyum metal nanokümeleri ve bu metallerin oksitlerinin elektronik ve optik özellikleri temel set denklemi kullanılarak ab-inito temel-set Yoğunluk Fonksiyon Teoremi (DFT) ile hesaplanarak incelenmiştir. Tüm grafen yapılarının DFT hesaplamaları ab-initio pseudo-potansiyel yaklaşımı ile genelleştirilmiş gradiyent yaklaşımına (GGA) dayanarak BPW91 temel set denklemi kullanılarak hesaplanmıştır. Sonrasında optimizasyonu yapılmış geçiş metali ile desteklenmiş çift katmanlı grafen yapıları azot ile katkılanarak değişen elektronik ve optik davranışları incelenmiştir. Yapılan analizler sonucunda metal katılmış çift katmanlı grafen yapılarının elektronik ve optik özelliklerinin yük transferi nedeniyle metalin ve katkılayıcının türüne bağlı olduğu görülmüştür. Grafen sistemlerinin azot ile katkılanması içerdiği fazladan bir elektron sebebi ile lokal elektron yoğunluğunda değişime sebep olmaktadır. Geçiş metallerinin grafen sistemlerinin arasına interkale edilmesi, bant boşluğunun azalmasına ve dolayısıyla iletkenlik özelliğinin artmasına sebep olmuşturtur. Bu çalışmada hesaplanan veriler, gelecekte katalitik hesaplamalara ve deneysel çalışmalara rehberlik niteliği taşımaktadır.
Özet (Çeviri)
Graphene has attracted great interest in the last few years owing to its extraordinary properties with potential applications like nanoelectronics, batteries, and hydrogen storage. To investigate electronic and optical beaviours of some rare metal nanoclusters supported between bilayer graphene sheets, ab initio first principle Density Functional Theory (DFT) calculations were performed on Tungsten, Rhenium and Osmium nanoclusters and metal oxides of these transition metal structres supported between graphene layers. All of the first-principles DFT calculations were performed by using generalized gradient approximation (GGA) for the exchange–correlation interactions with BPW91 basis set for DFT with linear combination of atomic orbitals. The optimized geometries of metal and metal oxide inserted bilayer graphene structures were then analysed for investigation of electronic and optical properties with the change of nitrogen atom doping on graphene layers. It was concluded that the electronic and optical properties of metal inserted bilayer graphene structures are affected by the type of dopant and metal as a result of charge ransfer. Nitrogen doped graphene systems showed change in local density as a result of charge transfer due to its extra one electron. Intercalation of transition metal atoms lead to narrowing the band gap with an increase in conductor character. The data presented with this study can be used for further catalytic studies and guide the experimental studies.
Benzer Tezler
- AlFe2B2 MAB fazında krom (Cr) ve vanadyum (V) ikamelerinin malzeme özellikleri üzerindeki etkileri: Deneysel destekli modelleme çalışması
The effects of chromium (Cr) and vanadium (V) substitutions on the material properties of AlFe2B2 MAB phase: An experimentally supported modelling study
AHMET SEFA ATALAY
Doktora
Türkçe
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEVAT BORA DERİN
- Alkin birimli piridil ligantları içeren bazı dinükleer metal karbonillerin kuantum kimyasal hesaplama yöntemleriyle yapısal, spektroskopik ve optik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of structural, spectroscopic and optical properties of some dinuclear metal carbonyls containing pyridyl ligands wi̇th alkyne unit by using quantum chemical calculations
SULTAN ERKAN KARİPER
- Sentezlenen tek kristal Cu(II) kompleksinin yapı-özellik ilişkilerinin incelenmesi
Investigation of structure-property relations of synthesized single crystal Cu(II) complex
HATİCE ESRA CÖMERT
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DAVUT AVCI
- Metal-siklen destekli reaktif oksijen türlerinin oluşumuna ve oksidatif deboronasyon tepkimesine metal etkisinin ve optik özelliklerinin teorik incelenmesi
Theoretical investigation of metal effect and optical properties on metal-cyclen supported reactive oxygen species formation and oxidative deboronation reaction
KÜBRA SARIKAVAK
- Thermal and optical interaction of tightly packaged LEDs in automotive lighting applications
Otomotiv aydınlatma uygulamalarında kullanılan yoğun şekilde paketlenmiş LED çiplerin termal ve optik etkileşimi
UMUT ZEYNEP URAS
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Makine MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ARIK