Katkılı ve katkısız NaTaO₃ bileşiklerinin yapısal, elektronik ve optik özelliklerinin yoğunluk fonksiyonel teorisi (DFT) ile incelenmesi
Investigation of structural, electronic, and optical properties of doped and undoped NaTaO₃ compounds using density functional theory (DFT)
- Tez No: 988420
- Danışmanlar: PROF. DR. SEYFETTİN ÇAKMAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Yarı iletken kristaller, Yarı yalıtkan kristaller, Üç boyutlu kristal örgüsü, Semiconductor crystals, Semi-insulating crystals, Three dimensional crystal lattice
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Süleyman Demirel Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında, katkısız ve katkılı NaTaO₃ bileşiklerinin yapısal elektronik ve optik özellikleri WIEN2k programı ile incelendi. Katkılama Na atomu yerine Li, K ve Cs; Ta atomu yerine ise Nb ve Sb atomlarının yer değiştirmesi ile gerçekleştirildi. Yapısal özellikler LDA ve GGA yaklaşımları ile incelenirken, optik ve elektronik özelliklerin incelenmesinde gradyent düzeltmeli Becke-Johnson potansiyeli (TB-mBJ) kullanıldı. Katkısız NaTaO₃ bileşiğinin LDA ve GGA yaklaşımları ile elde edilen yapısal parametreler (örgü parametreleri, bulk modülü ve bu modülün basınca bağlı değişim) literatürde yer alan teorik ve deneysel çalışmalarla uyumludur. TB-mBJ yaklaşımı ile hesaplanan yasak band enerjisinin deneysel çalışmalar ile uyum içeresindedir. Katkılama sonrasında bileşiklerin band enerjilerinde, valans ve iletkenlik bandı oluşumlarında ve optik özelliklerinde önemli değişiklikler gözlemlendi. Her bir katkılı bileşik Na0,75Li0,25TaO3,00, Na0,75K0,25TaO3,00, Na0,75Cs0,25TaO3,00, NaTa0,75Sb0,25O3,00 ve NaTa0,75Nb0,25O3,00 ayrıntılı olarak analiz edildi. Yapılan hesaplamalar sonucunda, katkı atomlarının varlığıyla birlikte bant aralığında değişimlerin meydana geldiği belirlendi. Bu durum, yalnızca elektronik yapıyı etkilemekle kalmamış, aynı zamanda bileşiklerin optik özellikleri üzerinde de önemli etkilere neden olduğu görüldü. Özellikle dielektrik sabiti, soğurma katsayısı, yansıma oranı, kırılma indisi, sönüm katsayısı, optik iletkenlik ve enerji kayıp fonksiyonu gibi temel optik parametrelerde belirgin farklılıklar gözlemlendi. Özellikle Sb ve Nb katkıları, bant aralığını daraltarak görünür ışık soğurma potansiyelinin artığı görüldü. Elde edilen sonuçlar, katkılı NaTaO₃ bileşiklerinin, güneş ışığı altında çalışan fotokatalizörler ve optoelektronik cihaz uygulamaları için umut vaat ettiğini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the structural, electronic, and optical properties of undoped and doped NaTaO₃ compounds were investigated using the WIEN2k program. Doping was carried out by substituting Li, K, and Cs for Na atoms, and Nb and Sb for Ta atoms. While the structural properties were examined using the LDA and GGA approaches, the gradient-corrected Becke–Johnson potential (TB-mBJ) was used in the investigation of the optical and electronic properties. The structural parameters (lattice parameters, bulk modulus, and the pressure dependence of this modulus) of the undoped NaTaO₃ compound obtained with the LDA and GGA approaches are consistent with the theoretical and experimental studies in the literature. The band gap energy calculated with the TB-mBJ approach is also in agreement with the experimental studies. After doping, significant changes were observed in the band gap energies, the formation of the valence and conduction bands, and the optical properties of the compounds. Each doped compound, Na0,75Li0,25TaO3,00, Na0,75K0,25TaO3,00, Na0,75Cs0,25TaO3,00, NaTa0,75Sb0,25O3,00 and NaTa0,75Nb0,25O3,00 was analyzed in detail. The calculations revealed that the presence of dopant atoms caused changes in the band gap. This not only affected the electronic structure but also had significant effects on the optical properties of the compounds. In particular, significant differences were observed in fundamental optical parameters such as dielectric constant, absorption coefficient, reflectivity, refractive index, extinction coefficient, optical conductivity, and energy loss function. It was found that especially Sb and Nb dopants narrowed the band gap, thereby increasing the visible light absorption potential. The results obtained reveal that doped NaTaO₃ compounds are promising for photocatalysts operating under sunlight and for optoelectronic device applications.
Benzer Tezler
- Katkılı ve katkısız çimentoların betonun durabilitesine etkisi
The Effect of cements with pozzolan and without pozzolan to the durability of concrete
ÖZLEM YÖRÜK
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HASAN YILDIRIM
- Katkılı ve katkısız antiferroelektrik kurşun zirkonat ince film sığaçların elektriksel özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the electrical properties of the doped and undoped antiferroelectrics lead zirconate thin film capacitors
EBRU MENŞUR ALKOY
Doktora
Türkçe
2007
Fizik ve Fizik MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. TANER OSKAY
- Katkılı ve katkısız çinko oksit (ZnO) ince filmlerin hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterization of doped and undoped zinc oxide (ZnO) thin films
İDRİS SORAR
Doktora
Türkçe
2008
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA Z. TEPEHAN
- Katkılı ve katkısız TİO2 nanotellerin üretilmesi ve gaz algılama özelliklerinin incelenmesi
Fabrication of doped and undoped TİO2 nanowi̇res and investigation of gas sensing properties
ASUMAN CENGİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
KimyaGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAFER ZİYA ÖZTÜRK
- Katkılı ve katkısız GaAs ince filmlerin üretilmesi ve bazı özelliklerinin incelenmesi
Preparation of doped and undoped GaAs thin films and investigation of their some properties
VOLKAN ŞENAY
Doktora
Türkçe
2016
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SUAT PAT