Electronic and optical properties of pure and ni/ sr doped bay2o6 (y=ta, nb) compounds: Theoretical study
Ni ve sr katkılı ve katkısız bay2o6 bileşiklerinin (y=ta, nb) elektronıc ve optık özellikleri : Teorik calısma
- Tez No: 999538
- Danışmanlar: PROF. DR. MURAT AYCİBİN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Acil Tıp, Physics and Physics Engineering, Emergency Medicine
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
BaNb₂O₆ (BNO) ve BaTa₂O₆ (BTO) bileşikleri gibi perovskit tipi oksitler, geniş bant aralıkları ve ayarlanabilir dielektrik özellikleri nedeniyle dikkat çekmiştir ve bu özellikleri teknoloji alanlarında uygulama bulmaktadır. Katkı maddesi ile bant aralığını artırarak veya azaltarak bileşiğin yapısal, elektriksel ve optik özelliklerini büyük ölçüde etkileyebilir. Bu çalışmanın amacı, dopant elementleri içeren ve içermeyen BN0 ve BTO bileşiklerinin elektronik ve optik özelliklerini hesaplamaktı. Çalışmada dopant elementi olarak Ni ve Sr seçildi. Kullanılan hesaplama aracı, hesaplamaya değişim-korelasyon etkilerini dahil etmek için kullanılacak dört gömülü potansiyele sahiptir. PBE-GGA, BNO için en iyi teorik kafes sabitlerini verirken, PBEsol-GGA, BTO için en doğru kafes sabitlerini sağlamıştır. Hesaplamanın geri kalanı, incelenen bileşiğe bağlı olarak PBE-GGA veya PBEsol-GGA ile elektronik bant yapısı, durum yoğunluğu ve dielektrik fonksiyonu, absorpsiyon katsayısı, yansıtma, kırılma indisi ve optik iletkenlik gibi optik parametreleri elde etmek için gerçekleştirilmiştir. Optimize edilmiş örgü sabitlerine göre, BTO, BNO'ya kıyasla daha düşük değerde kararlı hacmi ve toplam enerji değerine sahip olması daha güçlü Ta–O hibridizasyonu ve daha yüksek yoğunluk gösterir. BNO ve BTO için bant aralığı değerleri sırasıyla 4,1 eV ve 3,85 eV olarak hesaplanmıştır. Prensip olarak, bant aralığı, katkısız ana kristalden daha büyük veya daha küçük olabilir Sr katkısı, daha büyük bant aralığına neden olur ve ana malzemenin yarı iletken yapısını ve iyileştirilmiş UV emilimini korurken, Ni katkısı bant aralığını azaltır ve metalik benzeri davranışa neden olur. Optik spektrumlara göre, BNO ultraviyole bölgesinde daha yüksek yansıtma, daha güçlü anizotropi ve daha güçlü absorpsiyon gösterirken, BTO düzgün, geniş piklerle izotropik davranış sergilemektedir. Sonuçlar, katkılama yönteminin gelecekteki optoelektronik ve elektronik uygulamalar için oksit bazlı malzemelerin özelliklerini geliştirdiğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Perovskite-type oxides, like BaNb₂O₆ (BNO) and BaTa₂O₆ (BTO) compounds, have garnered attention due to their wide band gap (EF)s and adjustable dielectric properties, which have application in technological areas. One can greatly affect their structural, electrical, and optical properties of compound with increasing or decreasing the Eg via dopant. The purpose of this study was to compute electronic and optical characteristics of BN0 and BTO with or without dopant elements. Ni and Sr were selected as a dopant element in study. The used computational tools have four embedded potentials, which are to be used for including exchange-correlation effects in calculation. While PBE-GGA has been yielded the best theoretical lattice constants for BNO, PBEsol-GGA provided the most accurate lattice constants for BTO. The rest of calculation was performed to obtain electronic band structure, density of states and optical parameters like the dielectric function, absorption, reflectivity, refractive index, optical conductivity and extinction coefficient with PBE-GGA or PBEsol-GGA depending on studied compound. According to the optimized lattice constants, BTO exhibits greater density and stability because of stronger Ta–O hybridization, as evidenced by its smaller equilibrium volume and lower total energy compared to BNO. The Eg values for BNO and BTO were 4.1 eV and 3.85eV, respectively. In principle, Eg could be either larger or smaller than one of the undoped host crystal. Sr doping maintained the semiconducting nature and improved UV absorption, whereas Ni doping reduced the Eg and introduced metallic-like behavior. According to optical spectra, BNO shows higher reflectivity, stronger anisotropy and stronger absorption in the ultraviolet region, while BTO shows isotropic behavior with smooth, broad peaks. The results demonstrate doping method enhances the characteristics of oxide-based materials for upcoming optoelectronic and electronic applications.
Benzer Tezler
- Fischer-Tropsch sentezi̇ i̇le hafi̇f olefi̇n üreti̇mi̇ i̇çi̇n azot ve bor doplu akti̇f karbon destekli̇ demi̇r katali̇zörleri̇ni̇n geli̇şti̇ri̇lmesi̇
Development of nitrogen and boron doped activated carbon supported iron catalysts for light olefin production by Fischer-Tropsch synthesis
PINAR ŞAKOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALPER SARIOĞLAN
DR. OSMAN OKUR
- Yeni sübstitüe ftalosiyaninlerin sentezi ve özelliklerinin incelenmesi
The Synthesis and properties of new substituded pathalocyanines
SÜLEYMAN GÜRSOY
- Oktakıs (alkiltiyo)-substitue ftasoliyaninlerin sentezi ve Ag(I), Pd(II) iyonlarıyla etkileşimi
Synthesis of octakis (alklythia)-substituted phthalociyanines and their interactions with Ag(I) and Pd(II) ions
AYŞE GÜL GÜREK
- Düzgün olmayan alanda SF6, N2 ve SF6+N2 gazlarında boşalma gerilimlerine elektrod yüzey pürüzlülüğünün etkileri
Effects of electrode surface roughness on corona inception and breakdown voltages in SF6, N2 and SF6+N2 in non-uniform fields
MURTAZA FARSADİ
Doktora
Türkçe
1989
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. MUZAFFER ÖZKAYA