Geçiş metali dikalkojenitlerde elektronik faz geçişleri
Electronic phase transitions in transition metal dichalcogenides
- Tez No: 885316
- Danışmanlar: PROF. DR. SONER ÖZGEN, DOÇ. DR. ŞENER ÖZÖNDER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Fırat Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Katıhal Fiziği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Geçiş metali dikalkojenitler, son yıllarda elektronik, spintronik ve optoelektronik gibi alanlardaki uygulamaları ile dikkat çeken iki boyutlu malzemelerdir. Bu malzemeler, içsel ve dışsal etkiler sonucu elektronik faz geçişi sergileyebilme potansiyelleri ile öne çıkar. Bu tez çalışması, geçiş metali dikalkojenitlerdeki elektronik faz dönüşümlerini incelemeyi amaçlar ve bu bağlamda Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisine başvurur. Araştırmanın ilk hipotezi, yarı iletken VS_2'nin bant aralık enerjisinin tek ve iki eksenli zorlanmalar ile ayarlanabileceği ve mekanik deformasyon ile yarı iletken fazdan metalik faza geçiş sağlanabileceği üzerine kuruludur. Çalışma sonucunda, VS_2'nin hem tek hem de iki eksenli çekme zorlanmaları sonucu bant aralık enerjisinin arttığı ve çekme zorlanması ile yarı iletkenden metalik faza geçiş yaptığı görülür. İkinci hipotez, henüz deneysel olarak üretilmemiş VSSe'nin tek katmanlı yapıda yarı iletken olacağı ve katman sayısının artmasıyla bant aralık enerjisinin kapanacağı yönündedir. Yapılan çalışmalar, VSSe'nin tek katmanlı yapıda kararlı ve ferromanyetik yarı iletken olduğunu, katman sayısı arttıkça bant aralık enerjisinin azaldığını ve yarı iletkenden yarı metalik faza geçtiğini ortaya koyar. Tez çalışmasının son bölümünde, yarı iletken tek katmanlı VSSe'nin dış elektrik alan ve iç manyetik düzenleme ile bant yapısının nasıl etkileneceği inceler. Elde edinilen bulgular, dış elektrik alanın VSSe'nin bant aralık enerjisini değiştirebildiğini ve yeterli alan uygulandığında yarı iletken-metal faz geçişin tetiklenebildiğini ortaya koyar. Ayrıca,. ferromanyetik düzenden antiferromanyetik düzene geçiş ile bant aralık enerjisinin azaldığı ve bant yapısında önemli değişimler olduğu görülür. Spin-orbit bağlanması incelendiğinde, VSSe'nin vadi polarizasyonuna sahip olduğu belirlenir. Sonuç olarak, bu tez çalışmasından elde edilen bulgular, VS_2 ve VSSe'nin faz mühendisliği, vadi elektroniği ve spintronik uygulamaları için önemli bilgiler sunar.
Özet (Çeviri)
Transition metal dichalcogenides are two-dimensional materials that have attracted attention in recent years for their applications in electronics, spintronics, and optoelectronics. These materials are characterized by their potential to exhibit electronic phase transitions as a result of intrinsic and extrinsic effects. The aim of this work is to study the electronic phase transitions in transition metal dichalcogenides using density functional theory. The first hypothesis of the research is that the band gap energy of the semiconductor VS_2 can be tuned by uniaxial and biaxial strains and that mechanical deformation can lead to a transition from the semiconductor phase to the metallic phase. The results of the study show that the band gap energy of VS_2 increases under both uniaxial and biaxial tensile strain, and the transition from semiconductor to metallic phase is achieved by tensile strain. The second hypothesis is that VSSe, which has not yet been produced experimentally, is a semiconductor in a monolayer structure and the band gap energy closes with the increase in the number of layers. The investigations revealed that VSSe is a stable and ferromagnetic semiconductor in a monolayer structure, the band gap energy decreases with increasing number of layers and it transitions from semiconductor to half-metallic phase. In the last part of the thesis, it is investigated how the band structure of semiconducting monolayer VSSe is affected by external electric field and internal magnetic ordering. The results indicate that the external electric field is able to modulate the band gap energy of VSSe and trigger the semiconductor-metallic phase transition when sufficient field is applied. Moreover, it is observed that the band gap energy decreases with the transition from ferromagnetic to antiferromagnetic order and there are significant changes in the band structure. An analysis of the spin-orbit coupling reveals that VSSe exhibits valley polarization. In conclusion, the results of this work provide important information for phase engineering, valleytronics and spintronics applications of VS_2 and VSSe.
Benzer Tezler
- Manyetik ve manyetik olmayan iki boyutlu malzemelerin akustik ve optik özelliklerine kusur etkisinin incelenmesi
Investigation of the effects of defects on acoustic and optical properties of magnetic and non-magnetic two-dimensional materials
İLKAY ÖZDEMİR
Doktora
Türkçe
2026
Fizik ve Fizik MühendisliğiAydın Adnan Menderes ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ETHEM AKTÜRK
- Investigation of novel memristor-memtransistor devices for potential neuromorphic computing applications via alternative synthesis routes
Alternatif sentez yöntemleriyle potansiyel nöromorfik hesaplama uygulamaları için yeni nesil memristör memtransistör cihazlarının araştırılması
MUSTAFA YİĞİT ESEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiElektromanyetik Alanlar ve Mikrodalga Tekniği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FERİDUN AY
- 2B organik-inorganik hibrit perovskit/geçiş metali dikalkojenit heteroyapılı optik soğurma tabakalarının geliştirilmesi
Development of 2D organic-inorganic hybrid perovskite/transition metal dichalcogenide heterostructured optical absorption layers
ALP YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mühendislik BilimleriTobb Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYDAN YELTİK
- İki boyutlu yarıiletken TMDC malzemelerin katkılanması ve optik/elektriksel özelliklerinin incelenmesi
Doping of two-dimensional semiconductor TMDC materials and characterisation of optical/electrical properties
YUSUF KEREM BOSTAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Bilim ve Teknolojiİstanbul ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FAHRETTİN SARCAN
- LiP-CVD growth of multi-shape monolayer WS2: Determination and investigation of defect domains
Çok şekilli tek katmanlı WS2' ün LiP-CVD ile büyütülmesi: Kusur alanlarının belirlenmesi ve incelenmesi
HASRET AĞIRCAN
Doktora
İngilizce
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLDEM KARTAL ŞİRELİ