İki boyutlu bizmut içeren ilingesel yalıtkanların kuramsal olarak incelenmesi
Theoretical investigation of Bi-containing two dimensional topological insulators
- Tez No: 679468
- Danışmanlar: PROF. DR. YUSUF ATALAY, DOÇ. DR. HİKMET HAKAN GÜREL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Sakarya Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 101
Özet
Bu çalışmada, nanoteknolojik malzemeler olarak bilinen ve bizmut içeren iki boyutlu ilingesel yalıtkanların özellikleri ve molekülerle etkileşimi yoğunluk fonksiyonel kuramına dayalı modelleme ve simülasyon programları ile incelenmiştir. Elde ettiğimiz örgü parametreleri ve band aralıkları literatürdeki sonuçlarla uyum içindedir. Fonon dağınım grafiğinde InBi ve GaBi kararlı gözükmektedir. Kusursuz durumlar için yapılan moleküler dinamik hesaplarında tüm yapıların kararlı olduğu bulunmuştur. Moleküler dinamik sonuçlarına göre boşluk kusurlu durumlarda ise sadece InBi3 için yapı bozulmaya uğramaktadır. Band yapıları incelendiğinde tüm boşluk kusurlu durumlarda ilingesel yalıtkan özelliklerinin ortadan kalktığı görülmektedir. Benzer şekilde, boşluk kusurlu durumları iyileştirmek için dışarıdan gönderilen atomlar InBi3 ve InBi hariç genel olarak başarılı olmuşlardır. Yüzeye dik olarak elektrik alan uygulandığında GaBi ve InBi için band aralıkları artmakta, GaBi3 ve InBi3 için azalmaktadır. Elektrik alan uygulanması aynı zamanda örgü sabitinin artmasına neden olmaktadır. Yüzeyler belli atomlarla işlevselleştirildiğinde 1,60 – 6,50 eV arasında bağlanma enerjileri elde edilmiştir. Periyodik tabloda soldan sağa doğru gidildikçe genel olarak atomların bağlanma enerjisinin arttığı gözlemlenmektedir. C atomu ile işlevselleştirilen tüm malzemeler kararlıdır ve ilingesel yalıtkan özellik göstermeye devam etmişlerdir. Ayrıca bu kararlılık ve ilingesel özellik GaBi ve InBi'nin O atomu ile yaptığı etkileşimde de geçerlidir. Küçük moleküllerin saf yapılarla etkileşim enerjileri genel olarak zayıftır. Fakat saf GaBi3 ve InBi3'ün su ile yaptığı etkileşimde güçlü bir etkileşim enerjisi elde edilmiştir. Büyük moleküllerle etkileşim ise büyük enerjiye sahip olduğu görülmüştür. Son olarak sistemin yükünü değiştirmenin etkileşim enerjilerini pek etkilemediği saptanmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, the properties and interactions of Bi-containing two-dimensional topological insulators, known as nanotechnological materials, and their interaction with the molecules were investigated by modeling and simulation programs based on Density Functional Theory. The structural parameters and band gap values we have obtained are in accordance with the results in the literature. The phonon band structure results indicate that InBi and GaBi are stable in the groud state. According to the molecules dynamic results, the pristine structures are found to be stable. However, the results vacancy defect of molecular dynamics shows that only for InBi3 the structure is disrupted. When the band structures are examined, it is seen that in all vacancy defect cases, the topological insulator properties were disappear. Likewise, the atoms sent from outside to heal the vacancy-defect conditions have generally been successful, except for InBi3 and InBi. When the electric field is applied perpendicular to the surface, the band gaps increase for GaBi and InBi and decreases for GaBi3 and InBi3. The application of electric field also causes an increase in the lattice constant. When the surfaces are functionalized with certain atoms, binding energies between 1,60 – 6,50 eV have been obtained. In general, the binding energy of the atom increases from left to right in the periodic table. All materials functionalized with C atom are stable and continued to exhibit a topological insulator property. In addition, this stability and topological property are also avaible in the interaction of GaBi and InBi with O atom. Generally, small molecules have weak energy with pristine structures. However, a strong interaction energy was obtained for pristine GaBi3 and InBi3 with water. The interaction energy of the big molecules with the monolayers has bigger energies compared to others. Lastly, it has been determined that changing the total charge of the system does not affect the interaction energies so much.
Benzer Tezler
- Nükleer yakıt üretimi için tasarlanmış hızlandırıcı sürücülü bir sistemin optimizasyonu
Neutronic analysis of an ads fuelled with minor actinide and designed for spent fuel enrichment and fissile fuel production
BÜŞRA DURMAZ
Doktora
Türkçe
2023
Nükleer MühendislikErciyes ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN YAPICI
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALPER BUĞRA ARSLAN
- Burdur ili mermer sektörünün kurumsal ve ekonomik yapısı
İnstitutional and economic structure of marble sector in burdur
AHMET SARITAŞ
- Performance evaluation of preprocessing to PCA combined machine learning techniques on pharmaceutical and mineral samples by laser-induced breakdown spectroscopy
Lazer kaynaklı kırılma spektroskopisiyle farmasötik ve mineral numuneleri üzerinde PCA kombine makine öğrenme tekniklerine ön işleme yapılmasının performans değerlendirmesi
GÖKTUĞ YAZICI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAtılım ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REŞAT ÖZGÜR DORUK
- Hidrotermal yöntem ile iki boyutlu WS2 ve Bi2S3 nanoyapıların sentezi ve süperkapasitör uygulamaları
Synthesis of two dimensional WS2 and Bi2S3 nanostructures by hydrothermal method and their supercapacitor applications
ADEM KARA
Doktora
Türkçe
2020
KimyaAtatürk ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ERTUĞRUL
- Optoelektronik uygulamalara yönelik iki boyutlu metal halojenür ve geçiş metali dikalkojenit malzemelerin üretimi ve incelenmesi
Growth and investigation of two dimensional metal halide and transition metal dichalcogenide materials for optoelectronic applications
HABİP GÜNALP TAŞDELEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Bilim ve TeknolojiTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYDAN YELTİK