Geri Dön

Experimental and theoretical investigation of 2d materials

İki boyutlu malzemelerin deneysel ve teorik ıncelenmesi

  1. Tez No: 557498
  2. Yazar: AYBERK ÖZDEN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. FERİDUN AY, DOÇ. DR. CEM SEVİK
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Mechanical Engineering, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 134

Özet

Bu tez çalışmasında, tek katmana sahip MoS2'in Kimyasal Buhar Biriktirme (KBB) yöntemi ile üretilmesi üzerine kapsamlı bir çalışma yürütülmüş ve Raman, Foto ışıma ve Işıma Ömrü spektroskopisi kullanılarak üretilen yaprak ve filmler incelenmiştir. Büyütme bölgesi geometrisi, öncül oranları, gaz akış kompozisyonu ve çeşitli alttaşların büyütme üzerine etkisi incelenmiştir. Buna ek olarak, üretilen yaprakların zamana bağlı yapısal değişimleri gözlenmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda Mo ve S konsantrasyonunun alttaş yüzeyindeki değişiminin, MoS2 yapılarının şekil, büyüklük ve homojenliğini belirleyen anahtar parametre olduğu tespit edilmiştir. Homojen bir büyütme için Mo ve S oranının yüzey üzerindeki dağılımının belirli bir oranda tutulması önerilmiştir. Geniş alanda homojen büyütme (3 cm x 4 cm) cam alttaşlar üzerinde, Si/SiO2 alttaşına göre MoS2 yapraklarında daha az stres içerecek şekilde gerçekleştirilmiştir. Zamana bağlı yaprak yapısındaki gözlemler, yaprakların çatlama davranışı ile büyütme bölgesi geometrisi ve stres birikimi arasında bir ilişki olduğunu göstermiştir. Tezin teorik kısmında ise, Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (YFT) hesaplamaları kullanılarak yeni“electrene”sistemleri araştırılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda, dinamik olarak kararlı ve yapraklarına ayrılabilir Ba2As, Ba2P, Ba2Sb, Sr2P and Sr2N sistemleri“electrene”ailesine eklenmiştir. Na, Ca ve K' un bu sistemler üzerindeki adsorpsiyon enerjisi ve enerji bariyerleri oldukça düşük çıkmıştır. Dolayısıyla bu sistemlerin pil uygulamalarında mükemmel bir anot malzemesi adayı olduğu gösterilmiştir.

Özet (Çeviri)

In this thesis, a comprehensive study of monolayer MoS2 growth by Chemical Vapor Deposition (CVD) has been carried out and investigated by Raman, Photoluminescence and Fluorescence lifetime spectroscopy. Several aspects of CVD growth parameters have been investigated: growth zone geometry, precursors ratio, H2 utilization, and effect of different substrates. Moreover, structural integrity of the flakes grown in these experiments has been studied. It has been found that local changes of the S to Mo vapor ratio in the growth zone is a key factor for the change of shape, size and uniformity of the resulting MoS2 formations. Therefore, in order to obtain continuous monolayer films, the S to Mo vapor ratio is needed to be kept within a specific range throughout the substrate. Large area homogeneous growth of MoS2 film (3 cm x 4 cm) and flakes is achieved by using glass substrates with minimal stress contribution. Moreover, observations on the flakes revealed that growth zone geometry and hence residual stress accumulation has a profound effect on the fracture behavior of the flakes and their stability with time. Another 2D material family has been investigated using Density Functional Theory (DFT) calculations to find new electrene materials, which are 2D counterparts of electrides. Therefore, dynamically stable exfoliatable electrene family has been extended beyond Ca2N to Ba2As, Ba2P, Ba2Sb, Sr2P and Sr2N. Adsorption energies of Na, Ca, and K on these new electrenes have been found to be extremely low with very low diffusion energy barriers making these electrenes excellent candidates for ultrafast charging battery anode applications.

Benzer Tezler

  1. Utilization of graphene and MoS2 for volatile organic compound sensor applications

    Grafen ve MoS2'nin uçucu organik gaz sensörü uygulamaları için kullanılması

    TUNA DURAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR BÜYÜKÇAKIR

    PROF. DR. HASAN ŞAHİN

  2. Functionalization of group V monolayers and their compounds: Alloying, doping and surface modification

    Tek tabaka grup V sistem ve bileşiklerinin fonksiyonelleştirilmesi: Alaşım, katkı ve yüzey modifikasyonu

    MUAMMER KANLI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ENGİN DURGUN

  3. Physics of nonradiative energy transfer in the complex media of 0D, 2D and 3D materials

    0, 2 ve 3 boyutlu malzemelerin oluşturduğu karmaşık yapılarda ışınımsız enerji transferinin fiziği

    AYDAN YELTİK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HİLMİ VOLKAN DEMİR

  4. Investigation of structure-soil-structure interaction in high rise structures with piles under earthquake effect

    Deprem etkisi altında kazıklı yüksek yapılarda yapı-zemin-yapı etkileşiminin incelenmesi

    VEFA OKUMUŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Deprem Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CENK ALHAN