Geri Dön

IVA grubu yarıiletken nanotellerin gaz algılayıcısı olarak kullanılabilme özelliklerinin teorik olarak incelenmesi

The theoretical investigation of the usability of IVA group semiconductor nanowires as gas sensors

  1. Tez No: 833604
  2. Yazar: GÖKHAN HASEKİ
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ BARIŞ ÖZKAPI
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Electrical and Electronics Engineering, Physics and Physics Engineering, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Trakya Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Uygulamalı Bilimler ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 81

Özet

Malzemeleri atomik ve moleküler düzeyde kontrol edebilme olanağı sağlayan nanobilim ve nanoteknoloji birçok araştırmacının dikkatini çekmekte ve günden güne bu alanda yeni bilimsel veriler literatüre kazandırılmaktadır. Nanometre mertebesindeki (10-9 m) yapılar üzerine çalışan bu teknoloji tıp, elektronik, savunma sanayii ve kozmetiğe kadar geniş bir uygulama alanına sahiptir. Nanotel, nanotüp, nanoşerit, nanonokta, nanoçubuk, nanotabaka, nanogözenek vb. yapılar en yaygın nanoyapılar olup, önemli mekanik, fiziksel, optik ve kimyasal özelliklere sahiptir. Çapları nanometre mertebesinde bir boyutlu yapılar olarak bilinen nanotellerin gelecekte yoğun bir şekilde kullanılması beklenen nanoelektronik cihazların temelini oluşturacağı düşünülmektedir. Nanotel alan etkili transistörler, fotonik-optoelektronik cihazlar ve özellikle kimyasal ve biyolojik sensörler bu cihazlardan bazılarıdır. Nanotel yüzeylerindeki molekül adsorbsiyonunun incelenmesi, nanotellerin molekül algılayıcı (sensör) özelliklerinin anlaşılması için izlenmesi gereken ilk yoldur. Adsorbe edilen moleküle göre, adsorbsiyon enerjileri ve elektronik bant yapıları farklılık gösterebilmektedir. Değişen bu adsorbsiyon enerjisi ve elektronik bant aralığı özellikleri yorumlanarak, ilgili yarıiletken nanotelin algılanmak istenen moleküle karşı duyarlı olup olmadığı hakkında bilgi sahibi olunabileceği düşünülmektedir. Bu çalışmada IVA grubunda bulunan Silisyum ve Germanyum yarıiletkenlerinden oluşturulan, 1.5 nanometre yarıçaplı, [111] yönü boyunca uzanan nanotellerin yüzeylerine bazı gaz moleküllerini adsorbe edebilme özellikleri incelenmiştir. Silisyum nanoteli için CO, NO, NO2 ve CH4 gaz molekülleri ele alınırken, Germanyum nanotelleri için CO molekülü çalışılmıştır. Sonuçlar Silisyum nanotellerinin CO, NO ve NO2 moleküllerini adsorbe edebildiği ve bu gazlara karşı sensör olarak kullanılabileceğini, ancak CH4 molekülünü yakalayamadığını göstermektedir. Diğer taraftan Germanyum nanotelinin CO gaz molekülünü adsorbe edemediği ve bu molekülün, Germanyum gaz sensörü için uygun olmadığı sonucuna varılmıştır. Hesaplamalarda, Yoğunluk Fonksiyonel Teorisini temel alan açık kaynak kodlu Düzlem Dalga Öz Uyum Programı (Plane Wave Self Consistent Field (PWscf- Quantum ESPRESSO)) kod paketi kullanılmıştır. r.

Özet (Çeviri)

Nanoscience and nanotechnology, which enables the control of materials at the atomic and molecular level, have attracted the interest of many researchers in recent years, and new scientific studies in this field have been introduced into the literature. This technology, which works on nanometer scale (10-9 m.) structures, has a wide range of applications from medicine to electronics, from the defense industry to cosmetics. Nano tube, nanowire, nanostrip, nanodot, nanorod, nanolayer, nanopore, etc. structures are the most common nanostructures and have important mechanical, physical, optical, and chemical properties. It is thought that nanowires, known as one-dimensional structures with a diameter of nanometers, will form the basis of nanoelectronic devices that are expected to be widely used. Nanowire field effect transistors, photonic-optoelectronic devices, and especially chemical and biological sensors are some of these devices. Investigating molecular adsorption on nanowire surfaces is the first way to understand the molecular sensing (sensor) properties of nanowires. The adsorption energies and electronic band structures may differ depending on the adsorbed molecule. It is thought that by interpreting these changing adsorption energy and electronic band gap properties, information can be obtained about whether the corresponding semiconductor nanowire is sensitive to the molecule to be detected. This idea allows us to get new ideas for the design of the next generation of nano-sensors. In this study, the adsorption properties of some gas molecules on the surfaces of nanowires with a radius of 1.5 nanometers along the [111] direction formed from silicon and germanium semiconductors in the IVA group were investigated. For Silicon nanowires, CO, NO, NO2 and CH4 gas molecules were considered, while for Germanium nanowires CO molecule was studied. The results show that Silicon nanowires can adsorb CO, NO and NO2 molecules and can be used as sensors against these gases, but cannot adsorb CH4 molecule. On the other hand, it was concluded that the germanium nanowire could not adsorb the CO gas molecule and this molecule was not suitable for the germanium gas sensor. In the calculations, the open source Plane Wave Self Consistent Field (PWscf- Quantum ESPRESSO) code package based on Density Functional Theory was used.

Benzer Tezler

  1. IV-A grubu yarıiletken yüzeyleri üzerine tutunan organik moleküllerin atomik ve elektronik özellikleri

    Atomic and electronic properties of organic molecules adsorbed on group IV-A semiconductor surfaces

    ÇAĞIL KADEROĞLU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2011

    Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara Üniversitesi

    Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BORA ALKAN

  2. Tight binding modeling of two dimensional and quasi-two dimensional materials

    Ikı boyutlu ve ıkı boyutumsu malzemelerın sıkı bağ metoduyla modellenmesı

    DEEPAK KUMAR SINGH

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OĞUZ GÜLSEREN

  3. Retinal ven kök tıkanıklığına sekonder gelişen maküla ödeminde intravitreal aflibercept ve ranibizumab tedavilerinin etkinliklerinin ve güvenirliklerinin karşılaştırılması

    Comparison of efficacy and reliability of the intravitreal aflibercept and ranibizumab therapy in patients with macular edema secondary to central retinal vein occlusion

    ALPER HALİL BAYAT

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Göz HastalıklarıSağlık Bilimleri Üniversitesi

    Göz Hastalıkları Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA NURİ ELÇİOĞLU

    DR. SELİM BÖLÜKBAŞI

  4. Prematüre retinopatisi nedeniyle intravitreal anti vegf tedavisi uygulanan hastaların 5-12 yaş arası kontrollerinde ön ve arka segment bulgularının korneal topografi, optik koherens tomografi anjiografi ve geniş açılı fundus fotoğrafı ile değerlendirilmesi

    The evaluation of anterior and posterior segment findings in patient aged 5-12 years who have undergone intravitreal anti vegf therapy for retinopathy of prematurity, using corneal topography, optical coherence tomography angiography and wide-field retinal imaging

    METİN EREN DEMİRER

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Göz HastalıklarıSağlık Bilimleri Üniversitesi

    Göz Hastalıkları Ana Bilim Dalı

    PROF. BERNA DOĞAN

  5. Adölesan yaş grubu yeme bozukluğu tanılı hastaların medikal komplikasyonlarının ve prognozunun retrospektif değerlendirilmesi

    Retrospective evaluation of medical complications and the prognosis of adolescent age group patients diagnosed with eating disorder

    YAĞMUR ARSLAN

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Çocuk Sağlığı ve HastalıklarıSağlık Bilimleri Üniversitesi

    Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. DEMET TAŞ