Investigation of paramagnetic atom doped layered and nanostructured TlMX2 (M=Ga, In; X=Se, S) magnetic semiconductors
Paramanyetik atom katkılandırılmış katmanlı nanoyapılı TlMX2 (M=Ga, In; X=Se, S) manyetik yarıiletkenlerin incelenmesi
- Tez No: 826639
- Danışmanlar: PROF. DR. FAİK MİKAİLZADE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 144
Özet
Geçiş metal iyonların manyetik olmayan yarıiletkenlere katkılanmasıyla oluşturulan seyreltik manyetik yarıiletkenlerde (SMY) manyetik ve yarıiletken özelliklerin her ikisi birden bulunmaktadır. Bu tür malzemelerde elektronun yük ve spini kullanıldığı için spintronik cihaz uygulamalarda yüksek potansiyele sahiptir. Bu alanda temel zorluklardan biri oda sıcaklığı veya üzerinde Curie sıcaklığı olan malzemelerin geliştirilmesidir. Bu tez çalışmasında seyreltik oranlarda Fe atomu katkılı katmanlı ve nanoyapılı TlMX2 (M=Ga, In; X=Se, S) manyetik yarıiletken kristallerin yapısal ve manyetik özellikleri incelenmiştir. İki farklı oranda Fe3+ geçiş metali katkılı TlGaSe2 ve TlInS2 kristalleri Bridgman-Stockbarger metodu ile hazırlanmıştır. Bu bileşiklerin kristal yapısını doğrulamak ve incelemek için enerji dağılımlı X-ışını (EDX) ve X-ışını kırınım analizleri gerçekleştirildi. Fe3+ merkezleri çevresindeki yerel simetri ve kristal alan parametreleri elektron paramanyetik rezonans (EPR) tekniği ve matlab tabanlı EasySpin yazılımı kullanarak hesaplandı. Numunelerin sıcaklığa bağlı manyetik duygunlukları χ(T) ve manyetik alana bağlı mıknatıslanma M(H) ölçümleri titreşimli numune manyetometresi (VSM) tekniğiyle gerçekleştirildi. Fe3+ katkılı TlGaSe2 numunelerin mıknatıslanma ölçümlerinde gözlemlenen pozitif Curie sıcaklığı, histerezis döngü ve antiferromanyetik karakteristikli duygunluk eğrileri; zayıf ferromanyetikle birleşmiş antiferromanyetik düzenin varlığına işaret etmektedir. Fe3+ katkılı TlInS2 numunelerin manyetik alana bağlı mıknatıslanma ölçümlerinde gözlemlenen küçük histerezis döngüleri ferromanyetik-benzeri davranışı göstermektedir. Sonuç olarak, bu tez kapsamında sentezlenen Fe3+ iyonları katkılı katman yapılı TlGaSe2 ve TlInS2 bileşikler içerisinde barındırdığı manyetik ve yarıiletken özellikler sayesinde spintronik uygulamalarda umut verici bir bileşik olarak önerilebilir.
Özet (Çeviri)
Diluted magnetic semiconductor (DMS), where transition metals are doped into non-magnetic semiconductors, have both magnetic and semiconducting properties. These materials have huge potential application in spintronics due to exploiting spin and charge of electron. One of the main challenges in this field is the development of materials with Curie temperature at or above room temperature. In this study of thesis, the structural and magnetic properties of Fe diluted layered and nanostructured TlMX2 (M=Ga, In; X=Se, S) magnetic semiconductors have been investigated. TlGaSe2 ve TlInS2 doped with Fe3+ in two different ratios were prepared by Bridgman-Stockbarger method. To confirm and examine the crystal structure of these compounds X-ray diffraction (XRD) and energy dispersive X-ray (EDX) analysis were performed. The local symmetry around Fe3+ centers and crystal field parameters were calculated using electron paramanyetic resonance (EPR) technique and matlab-based Easyspin software. The temperature dependence of magnetic susceptibility χ(T) and magnetic field dependence magnetization M(H) measurements were performed by vibrating sample magnetometry (VSM). The positive value of the Curie temperature, hysteresis loops and antiferromagnetic characteristic of susceptibility curves observed in magnetization measuremet of Fe3+ doped TlGaSe2 crystals indicates the existence of combined antiferromagnetic and weak ferromagnetic order. The small hysteresis loops observed in magnetic field dependent magnetization measurement of Fe3+ doped TlInS2 crystals show ferromagnetic-like behaviour. As a result, Fe3+ ions doped layered and nanostructured TlGaSe2 ve TlInS2 compounds synthesized within the scope of this thesis can be proposed as a promising diluted magnetic semiconductor in spintronic applications.
Benzer Tezler
- TlInS2, TlGaS2 ve TlGaSe2 bileşiklerinin elektron paramanyetik rezonans yöntemi ile incelenmesi
Electron paramagnetic resonance studies of TlInS2, TlGaS2 and TlGaSe2 compounds
SİNAN KAZAN
Doktora
Türkçe
2008
Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FAİK MİKAİLOV
- VO2+ ve Cu2+ iyonu katkılandırılmış oksalatlı ve sitratlı bileşiklerin EPR ve optik absorpsiyon incelemesi
EPR and optical absorption study of Vo2+ and Cu2+ doped of oxalates and citrates compounds
AYŞE TUFAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Fizik ve Fizik MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiAtom ve Molekül Fiziği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. BÜNYAMİN KARABULUT
- Yüksek basınç ortamında paramanyetik geçiş metal iyonları katkılı sülfat, fosfat, okzalat, nitrat, tartrat tuzları; alanin ve dimetil sülfon bileşiklerinin EPR spektroskopisi ile incelenmesi
Investigation of transition metals dopped sulphate, phosphate, oxalate, nitrate, tartrate salts; alanine and dimethyl sulphone compounds via EPR spectroscopy at high pressure medium
ÜMİT CEYLAN
Doktora
Türkçe
2013
Fizik ve Fizik MühendisliğiOndokuz Mayıs ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RECEP TAPRAMAZ
- YBaCuO (123) süperiletken sisteminde Y yerine kısmi Dy katkısının etkilerinin incelenmesi
The investigation of the effects of partial Dy substitution for Y on YBaCuO (123) superconducting system
MUSTAFA DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Fizik ve Fizik MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. ALİ ÖZTÜRK
- CuAlNi bazlı şekil hafızalı alaşımların karakterizasyonu ve manyetik etkilerinin incelenmesi
Characterization of CuAlNi based shape memory alloys and investigation of their magnetic effects
İPEK AK ARPA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiMersin ÜniversitesiNanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSKENDER ÖZKUL