Çok elektronlu kuantum nokta yapıların elektronik yapısının ve dalga fonksiyonlarının belirlenmesi
Determination of the electronic structure and wave functions of multi-electron quantum dot structures
- Tez No: 754883
- Danışmanlar: PROF. DR. AYHAN ÖZMEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Selçuk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 172
Özet
Kuantum nokta yapıların ayar edilebilir özellikleri sayesinde yaygın teknolojik uygulama potansiyeline ve halihazırdaki kullanım alanlarına sahip olması bu yapılara ilginin giderek artmasına neden olmuştur. Ayrıca sınırlandırılmış atomik yapılar için model oluşturmaları saf bilimsel araştırmalar için de önemli bir araç olmalarını sağlamıştır. Dolayısıyla bu yapılar hem bilimsel hem de teknolojik alanda araştırmalar için çok geniş uygulama alanlarına sahiptir. Bu nedenlerle kuantum nokta yapıların optoelektronik özelliklerinin bilinmesi çok önemlidir. Bu yapıların elektronik özellikleri farklı yöntemler kullanılarak incelenmiştir. Ancak çok elektronlu sistemlerin dalga fonksiyonlarının dikleştirilmesinde ve sistemin sonlu sınırlama potansiyeli ile sınırlanması durumunda karşılaşılan zorluklar nedeniyle bu çalışmalar genelde nokta yapıların taban durumları üzerinde ya da sonsuz potansiyel engeli ile sınırlandırılmış nokta yapılar üzerinde yoğunlaşmıştır. Bu tez çalışmasında, atomik sistemlerin incelenmesinde sıkça kullanılan yöntemler genel olarak özetlendi. Hartree Fock Roothan (HFR) ve kuantum genetik algoritma (KGA) yöntemlerinin üç boyutlu uzaysal sınırlandırılmış yapılara uyarlanması ayrıntılı olarak açıklandı. Bu yöntemler kullanılarak kuantum nokta yapıların elektronik özellikleri incelendi. Hesaplamalarda elektron sayısı iki ile dört arasında değişen, küresel simetrik sosuz potansiyel engeli ile sınırlandırılan sistemler ve iki elektronlu küresel simetrik sonlu potansiyel engeli ile sınırlandırılmış sistemler ele alındı. Sistemlerin uzaysal dalga fonksiyonları Slater tipi orbitallerin (STO) lineer kombinasyonundan oluşturuldu ve bu fonksiyonların dikleştirilmesinde Gram–Schmidt yöntemi kullanıldı. STO'ların lineer ve nonlineer parametreleri KGA yöntemi ile belirlendi. Bu parametreler, HFR yöntemi ile türetilen ifadelerde kullanılarak sitemin konfigürasyon ortalama enerjileri, enerji seviyeleri ve virial katsayıları hesaplandı. Ayrıca sonlu potansiyel engeli ile sınırlandırılmış nokta yapıların elektronlarının olasılık yoğunlukları hesaplandı. Elde edilen sonuçlar literatürdeki benzer çalışmalar ile karşılaştırılarak yorumlandı.
Özet (Çeviri)
Quantum dot structures have extensive technological application potential and current usage areas thanks to their adjustable properties, which has led to an increasing interest in these structures. In addition, their being models for confined atomic structures has made them an important tool for pure scientific research. Therefore, these structures have a wide range of applications for research in both scientific and technological fields. For these reasons, it is very important to know the optoelectronic properties of quantum dot structures. The electronic properties of these structures were investigated using different methods. However, due to the difficulties encountered in orthogonalizing the wave functions and when the system is confined by the finite potential, these studies have generally focused on the ground states of quantum dots or quantum dots constrained by the infinite potential barrier. In this thesis, the methods that are frequently used in the analysis of atomic systems are summarized in general. The adaptation of Hartree Fock Roothan (HFR) and quantum genetic algorithm (QGA) methods to three-dimensional spatially constrained structures is explained in detail. Using these methods, the electronic properties of quantum dot structures were investigated. In the calculations, systems with two to four electrons confined by a spherically symmetric infinite potential barrier and systems confined by a two electron spherically symmetric finite potential barrier were considered. The spatial wave functions of the systems were formed from the linear combination of Slater type orbitals (STO) and the Gram–Schmidt method was used to perpendicular to these functions. Linear and nonlinear parameters of STOs were determined by the QGA method. By using these parameters in expressions derived by the HFR method, the configuration average energies, energy levels and virial coefficients of the system were calculated. In addition, probability distributions of electrons of quantum dots confined by the finite potential barrier were calculated. The obtained results were interpreted by comparing them with similar studies in the literature.
Benzer Tezler
- Manyetik alan içerisindeki küresel kuantum nokta yapıların elektronik enerji seviyelerinin hesaplanması
Calculation of electronic energy states of a spherical quantum dots inside magnetic field
FATMA YILMAZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Fizik ve Fizik MühendisliğiAksaray ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF YAKAR
- Development and application of fluorescent nanosensors based on carbon dots coated with molecularly imprinted polymers
Moleküler imprint polimerle kaplanmış karbon nokta esaslı florasan nanosensörlerin geliştirilmesi ve uygulaması
İREM ZEREY
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN GÜNEY
- İki faz sentez yöntemi kullanılarak kadmiyum ve çinko içeren kalkojenit (İ ve İe) kuantum nokta yapılarının sentezi ve fotofiziksel karakterizasyonu
Photophysical characterization of calcogenite (S and Se) quantum dot structures containing cadmium and zinc using two phase synthesis method
GÜLHAN GÜLEROĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CANER ÜNLÜ
- Formation and investigation of organic-inorganic compound structures on the surfaces at nanoscale with scanning probes
Nano ölçekte taramalı uç ile organik ve inorganik bileşiklerin çeşitli yüzeylerde oluşumu ve araştırılması
ELİF PEKSU
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OĞUZHAN GÜRLÜ
- Mechanical behaviour of nanoporous metals reinforced with carbon based nanomaterials
Karbon tabanlı nanomalzemelerle güçlendirilmiş nano-gözenekli metallerin mekanik davranışı
DENİZ EZGİ GÜLMEZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MESUT KIRCA