The janus GePAs monolayer for efficient photocatalytic water splitting
Verimli fotokatalitik su ayırma için iki-boyutlu janus GePAs tek katmanlısı
- Tez No: 688851
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ENGİN DURGUN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilim ve Teknoloji, Science and Technology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
G une ş, fosil yak ıtlara k ıyasla t ükenmez bir do ğal enerji kayna ğı olarak kabul edilir. K öm ür ve petrol gibi yakı tları n s ın ırlı miktarda olmas ı ve bunları n do ğaya etkileri d ü şün üld üğünde, g üne ş ışığını toplama ve enerji üretme kabiliyetine sahip herhangi bir uygulama son derece önemli hale gelmektedir. Gelecekteki enerji talebini giderebilecek potansiyel mekanizmalardan biri fotokatalizdir ve uygun elektronik ve optik özelliklere sahip iki boyutlu (2B) malzemeler fotokatalitik uygulamalar i çin yeni olanaklar sunmaktad ır. Bug üne kadar çe şitli 2B malzemeler uygun adaylar olarak belirtilmi ş olsa da, su ay ırma i cin y üksek fotokatalitik verimlili ğe sahip malzemeler hala minimum d üzeydedir. Bu ba ğlamda, yeni bir 2B Janus GePAs tek tabakası öng ör ülmekte ve ilk prensipler yo ğunluk fonksiyoneli teorisi uygulanarak fotokatalitik su ay ırma kabiliyeti incelenmektedir. GePAs tek tabakas ın ın sa ğlam dinamik ve termal stabiliteye sahip oldu ğu g österilmi ştir. Gerilimsiz ve gergin tek tabakalar ın g ör ün ür b ölgedeki do ğrudan elektronik bant aral ığı ve bant kenarı konumlar ını n, geni ş pH aralı kları nda redoks reaksiyonları i çin uygun oldu gu ortaya ç ıkarı lm ışt ır. Y üksek ve anizotropik ta şıyıcı hareketlili ği ile sa ğlanan y ük ta ş ıy ıc ılar ın ın d üşük rekombinasyon olas l ı ğı, malzemenin fotokatalitik potansiyelini artt ırı r. Çok elektron etkile şimlerini i çeren optiksel yan ıt hesaplamalar ı, UV-g ör ün ür aral ıkta önemli optik absorpsiyon kapasitesi sergiler. Ayrı ca, ultra d üşük eksiton ba ğlanma enerjisi, fotokatalitik reaksiyonlar ı te şvik ederek serbest elektronlara ve deliklere ayrı şmay ı kolayla şt ırı r. Çal ı şmam ız, GePAs tek tabakas ın ın, g ör ün ür ışıkla çal ı şan fotokatalitik uygulamalarda kullanı lmak üzere ideal ve olduk ça umut verici bir malzeme oldu ğunu öne s ür üyor.
Özet (Çeviri)
The sun is considered an inexhaustible natural energy resource compared to fossil fuels. Regarding the limited amount of fuels such as coal and petroleum and their effect on nature, any application that has the ability to harvest the sunlight and produce energy becomes extremely important. One of the potential mechanisms that can remedy the energy demand in the future is photocatalysis, and two-dimensional (2D) materials with suitable electronic and optical properties offer new possibilities for photocatalytic applications. Although various 2D materials have hitherto been specified as adequate candidates, materials with high photocatalytic efficiency for water splitting are still minimal. In this regard, a novel 2D Janus GePAs monolayer is predicted and its capability for photocatalytic water splitting is examined by performing first-principles density functional theory. The GePAs monolayer is shown to possess robust dynamic and thermal stability. The direct electronic band gap in the visible region and band edge positions of the strain-free and strained monolayers are revealed to be convenient for redox reactions in wide pH ranges. The low recombination probability of charge carriers ensured by high and anisotropic carrier mobility enhances the material's photocatalytic potential. Optical response calculations, including many-body interactions, exhibit significant optical absorption capacity in the UV–visible range. Furthermore, ultra-low exciton binding energy facilitates dissociation into free electrons and holes, promoting photocatalytic reactions. Our study suggests GePAs monolayer is an ideal and remarkably promising material to be utilized in visible-light-driven photocatalytic applications.
Benzer Tezler
- Polimerik janus nanoparçacıkların morfolojileri üzerine yüzey aktif maddelerin etkisi
Effects of surfactants on the morphology of polymeric janusnanoparticles
ŞULE BOZARSLAN
- Janus yeşili boyasının elektronik yapısının kuantum kimyasal incelenmesi
Quantum chemical investigation of electronic structure of the janus green dye
DİLARA BERNA YILDIZ
- Portal ven trombozlu hastalarda JAK2 V617F ve JAK2 ekzon 12 mutasyonlarının etiyolojideki yeri ve klinik önemi
The etiological role and clinical significance of JAK2 V617F and JAK2 exon 12 mutations in patients with portal vein thrombosis
YAĞMUR GÜNAYDIN PİYADE
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2026
HematolojiOndokuz Mayıs Üniversitesiİç Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DÜZGÜN ÖZATLI
- Jak inhibitörü kullanan atopik dermatit hastalarında monosit/HDL oranı ile sistemik inflamasyon indeksleri ve metabolik indekslerarasındaki ilişkinin değerlendirilmesi
Assessment of the relationship between the monocyte/HDL ratio and systemic inflammatory and metabolic indices in patients with atopic dermatitis treated with jak inhibitors
OĞUZ DOĞAN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2026
DermatolojiSakarya ÜniversitesiDeri ve Zührevi Hastalıklar Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RABİA ÖZTAŞ KARA
