Geri Dön

Nanoelectronics and quantum transport of dirac particles

Dırac partiklerinin nanoelektronik ve kuantum taşınımı

PDF İndir

  1. Tez No: 566184
  2. Yazar: SABER ROSTAMZADEH
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. İNANÇ ADAGİDELİ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Sabancı Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 112

Özet

Bu tez çalı¸smasında, Dirac malzemelerindeki yük ve spin ta¸sınımı üzerinde duruyoruz ve bunların elektronik teknolojiler üzerindeki etkilerini tartı¸sıyoruz. Bu malzemeler, sıradan yarı iletkenlerin ve geleneksel malzemelerin aksine, etkin olarak Dirac denklemine benzer bir denklem ile tarif edilen, ve spektrumları Dirac dügümlerine sahip olan tuhaf bant ˘ yapıları ile bilinir. Özellikle bu malzeme sınıfının iki üyesini, grafeni ve Weyl yarımetallerini gözönüne alıyoruz. ˙ Ilk önce grafenin elektronik özelliklerinin adatom mühendisligi ile de ˘ gi¸stirilmesini ara¸stırıyoruz. Adatom birikiminin grafende kuvvetli bir spin- ˘ yörünge etkile¸simi yarattıgını, ayrıca spin ve vadi serbestlik derecelerini ili¸skilendirdi ˘ gini, ˘ bunun da bir spin-vadi cihazı kullanımıyla vadi destekli spin ta¸sınımını (veya tersini) sagladı ˘ gını gösteriyoruz. Ayrıca, düzensizlikten dolayı grafen serbestlik derecelerinin ˘ ili¸skilendirilmesinin içsel psödospin yükü birikimine ve psödospin polarizasyonununa neden oldugunu, bunun da grafen nanokurdeleden olu¸san bir psödospin anahtar cihazı ˘ yapımında kullanılabildigini gösteriyoruz. Weyl yarımetalleri, ilk ba¸slarda grafenin üç ˘ boyutlu versiyonu olarak alan teorisinin önerdigi kuantum anomalilerini dü¸sük enerjili bir çerçevede incelemek için temel bakı¸s açısından büyük ilgi görmü¸stür. Ayrica, bu malzemelerin elektronik yapısı, bant geçi¸s noktasının egilmesinin dev elektronik iletime ˘ neden olması ve dolayısıyla gelecekteki elektronik endüstrisi için daha elveri¸sli olması nedeniyle de ilginçtir. Weyl yarımetallerinde kiral anomalinin kökenini ve kiral manyetik etkisini analiz etmek için bu sistemlerde aykırı ta¸sınımın kuantum kinetik teorisini inceliyoruz. Sonunda, egik Weyl yarımetallerinin elektronik tepkisini, Weyl konilerine ˘ göreli bir özellik ili¸skilendirerek ara¸stırıyor ve ardından sonuçlarımızı standart dogrusal ˘ tepki yöntemi ile kar¸sıla¸stırıyoruz. Hesaplamalarımız, hem kovaryant ta¸sıma denkleminin hem de Kubo formül yöntemlerinin, deneysel bulgularla kuvvetle uyu¸san dogru ve ˘ e¸sdeger sonuçlar sundu ˘ gunu göstermektedir

Özet (Çeviri)

In this thesis, we concentrate on the charge and spin transport in Dirac materials and discuss their implications in future electronic technologies. These materials are known for their peculiar band structures, which, unlike the conventional semiconductors, is effectively described by the massless Dirac equation, and their spectrum possesses Dirac nodes. We particularly consider two members of this class of materials: graphene and Weyl semimetals. We first investigate the manipulation of the electronic properties of graphene via adatom engineering. We demonstrate that adatom deposition induces a strong spin-orbit interaction in graphene and, furthermore, couples the spin and valley degrees of freedom, which, in turn, allows for the realization of the valley assisted spin transport and vice versa using a spin-valley device. We also show that the coupled degrees of freedom of graphene due to the presence of disorder causes the intrinsic accumulation of pseudospin charge and pseudospin polarization, which, as we demonstrate, can be used to construct a pseudospin switch device built from a graphene nanoribbon. We next study the Weyl semimetals, as the three-dimensional version of graphene, which has attracted strong interest from the fundamental viewpoint, where they constitute a low energy framework to study the quantum anomalies of the field theory. The electronic structure of these materials is also interesting owing to the fact that the tilting of the band crossing point causes giant electronic conduction and hence a more favorable feature for the electronics industry. We study the quantum kinetic theory of anomalous transport in these systems to analyze the origin of the chiral anomaly and chiral magnetic effect in Weyl semimetals. Finally, we study the electronic response of tilted Weyl semimetals by associating a relativistic feature to the tilted Weyl cones and then compare our results with the standard linear response approach. Our calculations show that both the covariant transport equation and Kubo formula methods offer correct and equivalent results which strongly agree with the experimental findings.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    537896

    Impact of channel length scaling on electrical transport properties of silicon carbide nanowire based field effect transistors (sicnw-fets)

    Kanal uzunluğu ölçeklemenin silisyum karbür nano tel tabanlı alan etkili transistörlerin (sicnw-fet) elektrisel iletim özelliklerine etkileri

    ALİ UZUN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Şehir Üniversitesi

    Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KAŞİF TEKER

  2. Tez No

    251840

    Genetic design and synthesis of bi-functional protein for bio-nanotechnology

    Biyonanoteknoloji için çift işlevli proteinin genetik tasarımı ve sentezi

    BANU TAKTAK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2008

    Biyomühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CANDAN TAMERLER

    PROF. DR. MEHMET SARIKAYA

  3. Tez No

    957701

    Antimonen nanotüplerin mekanik özellikleri ve hasar davranışlarının moleküler dinamik yöntemiyle incelenmesi

    Investigation of the mechanical characteristics and failure behavior of antimonene nanotubes through molecular dynamics simulations

    MURAT ÇETİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MESUT KIRCA

  4. Tez No

    513524

    Elektrospin metodu ile hazırlanan polimer/MWCNT nanofiberlerin özelliklerine MWCNT çapının ve uzunluğunun etkisinin araştırılması

    Investigation of the effect of MWCNT diameter and length on properties of polymer/MWCNT nanofiber prepared by electrospinning method

    AYLİN ARICI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    KimyaNecmettin Erbakan Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SABRİ ALPAYDIN

  5. Tez No

    711508

    Design, analysis and production of temperature sensor using microstereolithography technique

    Mikrostreolitografi tekniği kullanılarak sıcaklık sensörünün tasarımı, analizi ve üretimi

    TAYYAB WAQAR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Mekatronik MühendisliğiMarmara Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEZGİN ERSOY

Geri Dön