İki boyutlu kristal yapıların termal özellikleri ve sensör olma potansiyelleri
Thermal properties of two-dimensional crystal structures and their potential as a sensor
- Tez No: 895554
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ İLKER DEMİROĞLU, PROF. DR. CEM SEVİK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Katıhal Fiziği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 133
Özet
İki boyutlu (2B) malzemelerin elektronik ve optoelektronik alanlarda kullanım potansiyellerinin artmasıyla, yüksek performanslı sensörlerin geliştirilmesi için uygun 2B malzemelerin seçimi daha önemli hale gelmiştir. Daha verimli ve kararlı malzemelerin kullanımı cihaz tasarımı için önemlidir. Bu çalışma kapsamında Geçiş Metali Dikalkojenitleri (GMD) ve MXen malzemelerin yapısal, dinamik ve termal özelliklerini içeren kararlılık hesaplamaları ile birlikte termal genleşme ve iş fonksiyonu hesaplamaları Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (YFT) yardımıyla yapılmıştır. GMD yapıların H, T, T', T'' gibi farklı fazları kullanılarak termal kararlılıkları belirlenmiş ve T fazı dışında yüksek sıcaklıklara kadar kararlı olduğu tespit edilmiştir. Saf ve yüzey sonlandırılması yapılmış Ti2C MXen yapıların yarı-harmonik yaklaşım ile fononları, durum yoğunlukları, termal genleşmeleri ve ısı kapasiteleri hesaplanmıştır. Oda sıcaklığında elde edilen en yüksek termal genleşme katsayısı 2,43x10-5 K-1 değeri ile oksijen atomlarıyla sonlandırılmış Ti2C yapısına ait olarak hesaplanırken, selenyum atomlarıyla sonlandırılmış Ti2C yapısı 0,95x10-5 K-1 değeri ile en düşük termal genleşme katsayısına sahip olduğu hesaplanmıştır. Bu çalışmanın son aşamasında ise GMD ve MXen yapılarına Cd, Hg ve Pb gibi bazı metal atomları ve CO gibi bazı gaz moleküllerinin tutunma enerjisi ve iş fonksiyonu hesaplamaları yapılarak söz konusu 2B malzemelerin ilgili atom veya moleküller için sensör olma potansiyelleri irdelenmiştir.
Özet (Çeviri)
With the growing potential of two-dimensional (2D) materials in electronics and optoelectronics, the selection of suitable 2D materials for the development of high performance sensors has become more important. The use of more efficient and stable materials is important for device design. In this study, the stability calculations including structural, dynamical and thermal properties of transition metal dichalcogenides (TMD) and MXene materials as well as thermal expansion and work function calculations have been performed by using Density Functional Theory (DFT). The thermal stability of TMD structures were evaluated using different phases such as H, T, T', T'' and it was found that the calculated materials are stable up to high temperatures except for the T phase. Phonons, density of states, thermal expansion and heat capacities of pristine and surface-terminated Ti2C MXene structures were calculated by quasi-harmonic approximation. The highest thermal expansion coefficient obtained at room temperature belongs to the Ti2C structure terminated with oxygen atoms with a value of 2.43x10-5 K-1, while the Ti2C structure terminated with selenium atoms has the lowest thermal expansion coefficient with a value of 0.95x10-5 K-1. In the final section of this study, the adsorption energy and work function calculations of various metal atoms such as Cd, Hg and Pb and various gas molecules such as CO on TMD and MXene structures were performed to examine the potential of these 2D materials as sensors for the investigated atoms or molecules.
Benzer Tezler
- Color tunable upconversion based white light properties of er-Tm-Yb phosphors and pmma nanocomposites
Er-Tm-Yb fosfor ve polimer nanokompozitlerde renk ayarlanabilir üst dönüşüm esaslı beyaz ışık özellikleri
SEVCAN TABANLI
Doktora
İngilizce
2019
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖNÜL ERYÜREK
- Development of multi-layer conductive polymer nanocomposites for electromagnetic shielding application
Elektromanyetik kalkanlama uygulamaları için katmanlı iletken polimer nano kompozitlerinin geliştirilmesi
FATMA ZEHRA ENGİN SAĞIRLI
Doktora
İngilizce
2017
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EYÜP SABRİ KAYALI
PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ
- The effect of production parameters on the properties of continuous graphene oxide fibers
Üretim parametrelerinin sürekli grafen lif özellikleri üzerine etkisi
MERVİN ÖLMEZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HACER AYŞEN ÖNEN
- Element yüklenmiş grafen yapılarının özelliklerinin yoğunluk fonksiyoneli teorisi (DFT) ile incelenmesi
Investigation of the properties of elements doped graphene structures by density functional theory (DFT)
NAZMİYE SERİNÇAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Kimya MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET FERDİ FELLAH
- Fabrication of nanostructured metal oxide materials and their use in energy and environmental applications
Nanoyapılı metal oksit malzemelerin üretimi ve enerji ve çevre uygulamalarında kullanımı
MEHMET DURMUŞ ÇALIŞIR
Doktora
İngilizce
2020
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ KILIÇ