Theses supervised by Prof. Dr. Niyazi Bulut
14 theses · Fırat University
Rg–NO+ (X1Σ+) VAN DER WAALS kompleksinin (Rg = He, Ne, Ar, Kr ve Xe) kuantum mekaniksel olarak incelenmesi
Bu tez çalışmasında Rg-NO+ (Rg = He, Ne, Ar, Kr, ve Xe) van der Waals komplekslerinin iki boyuttaki (2D) potansiyel enerji yüzeyleri (PES), CCSD(T)-F12 metodu ve cc-pVTZ-F12 temel seti kullanılarak hesaplanmıştır. Yapılan hesaplamalar sonucunda Rg atomunun polarizesinin artması ile komplekslerin bağlanma enerjisinin de arttığı görülmüştür. Bu artış He atomundan Xe' nun atomuna doğru sırasıyla 196 cm−1, 360 cm−1, 1024 cm−1, 1434 cm−1 ve 2141 cm−1 şeklindedir. Potansiyel enerji yüzeyi haritasından elde edilen denge durumu geometrileri incelediğinde Rg-NO+ sistemlerinin eğik T şeklinde olduğu ve Rg atomunun N atomu bölgesinde olduğu görülmüştür. Bu çalışmalara ek olarak Rg-NO+ sistemlerinin harmonik titreşim frekans ve elektronik dipol moment değerleri de hesaplanmıştır. Tez çalışması kapsamında yapılan tüm hesaplamalar incelendiğinde literatürdeki deneysel ve teorik sonuçlar ile uyum içerisinde olduğu görülmüştür.
Moleküllerin spektroskopik özelliklerinin kuantum mekaniksel metotlar ile incelenmesi
Bu tez çalışmasında, 2-tert-Butyl-9,10-di(naphth-2-yl)antracene (TBADN) kompleks molekülü ele alındı. TBADN molekülü, elektronik, fotonik ve optoelektronik gibi özelliklere sahip olmasından dolayı kırılma indisinin hesaplanmasında önemli bir organik yarıiletkendir. Ele aldığımız TBADN kompleks molekülün elektronik yapıları, titreşim frekansları hesaplanarak kızıl ötesi ve raman spektrumları farklı teorik metotlar kullanılarak paralel programlama yardımıyla ve farklı baz setleri kullanılarak hesaplandı. Moleküldeki denge bağ uzunlukları hesaplandıktan sonra optimizasyon işlemleri yapılarak sisteme dair spektroskopik verilerin elde edilmesi ile kimyasal yapılar ve özellikleri hakkında bilgi elde edildi. Bu çalışmada TBADN organik yarıiletken molekülü için optik bant aralığı, kırılma indisi, infrared spektrumu, mor ötesi ve görünür bölge spektrumu parametreleri teorik olarak hesaplanıp deneysel sonuçlar ve literatür ile karşılaştırıldı. Anahtar Kelimeler: Ab Initio Hesaplamaları, Kırılma İndisi, Yoğunluk Fonksiyon Teorisi, Spektroskopi, Organik Yarıiletkenler.
Atom-iki atom ve iki atom-iki atom etkileşmelerinin elektronik ve dinamik özellikleri
Bu tez çalışmasında atom-iki atom etkileşmesi olan Rg-NO+ (X1Σ+) etkileşmeleri (Rg ayrı ayrı He, Ne, Ar, Kr, Xe elementlerini ifade eder) için taban durum denge geometri değerleri CCSD(T)-F12 kuantum mekanik metodu ile hesaplanıp sistemin potansiyel enerji değerleri belirlendi. Bu potansiyel enerjiler kullanılarak sistemi tanımlayan potansiyel enerji yüzeyinin elde edilmesinden sonra, bu enerjiler zamandan bağımsız Schrödinger denkleminde toplam Hamiltonyen ifadesinde yerine yazılmak suretiyle sadece çekirdeklerin hareketleri için nümerik çözümler yapılıp enerji öz değerleri elde edildi. Bu enerji özdeğerlerinden faydalanarak reaksiyon ihtimaliyetleri ve çarpışma hız sabitleri gibi dinamiksel büyüklükler hesaplandı. İkinci kısmında ise, H2-NO+ iki atom-iki atom etkileşmesi için potansiyel enerji yüzeyinin elde edilmesinin ardından, elde edilen enerji değerleri fit edilerek hesaplanan potansiyel enerji yüzeyi dinamik hesaplamaların yapılması için uygun hale getirildi. Sonrasında sistem, elektronik özellikler açısından incelendi. Yapılan hesaplamalar neticesinde bulunan değerlerin literatür ile uyumlu olduğu görüldü. Bu çalışma, hem orta-bağ fonksiyonlarını hem de uzun mesafe etkileşimleri dikkate almış olmasından dolayı önemli bir çalışmadır.
5-Bromo-1,2,3-Trımethoxybenzene molekülünün spektroskopik ve elektronik özelliklerinin araştırılması
Bu tez çalışmasında 5-Bromo-1,2,3-Trımethoxybenzene molekülün ele alınıp bu molekülün en uygun geometrisinin elde edilmesi için optimizesi yapıldı. Optimizasyondan sonra Nükler Magnetik Rezonans (NMR), elektronlar ile dolu en yüksek moleküler orbital (HOMO) ve enerji olarak en düşük seviyedeki ve elektronlarca işgal edilmemiş moleküler orbital (LUMO) değerleri hesaplandı. 5-Bromo-1,2,3-Trimetoksibenzen bileşiklerinin moleküler yapısı Hartree-Fock (HF) ve 6-311G baz seti kullanılarak incelendi. Molekülün kızıl ötesi spektroskopisi (FTIR) incelenerek titreşim frekansları yorumlanıp literatürde mevcut sonuçlar ile karşılaştırıldı.
Atom-molekül etkileşmelerinde diferensiyel tesir kesitlerinin hesaplanması
Yüksek lisans tezi çalışmamda, kuantum dalga paketi metodu kullanılarak toplam diferansiyel tesir kesitleri sabit bir enerji değerinde ve başlangıç molekülünün ilk (v=0,j=0) kuantum durumları için hesaplandı. Bu çalışmada örnek olarak H+F2→HF+F reaksiyonu astrofizikte önemli olması açısından ele alındı. Ayrıca, toplam reaksiyon ihtimaliyetleri, tesir kesitleri de hesaplanıp mevcut literatür ile karşılaştırıldı. Elde edilen sonuçların literatür ile uyumlu olduğu görüldü.
Astrofizik alandaki moleküllerin termokimyasal ve spektroskopik özellikleri
The properties of atom and molecules be obtained from atom-molecule or molecule- molecule collisions or from spectroscopic and thermodynamic analysis of ro-vibrational and translational motion of components of molecule. There have been many spectro- scopic analysis of Astrophysical molecules that observed every recently in parallel to the development of technology of Orion, Herschel telescopes etc . With these telescopes very recently many molecules from diatom to poly-atomic molecules was observed and investigated as a spectroscopic analysis. The outputs form all these spectroscopic analysis are consist of many quantum e¤ects like tunneling and zero point energies which are not possible to calculate by using the classical physics. That is why, it is important to implement quantum mechanical methods to atom-molecule or molecule- molecule interaction to calculate quantum mechanical quantities. Depending of the size of molecule (number of molecule) it is important to implement accurate or ap- proximate quantum methods to the system like Hartree fock (HF), Density Function Theory (DFT) or Con guration Interaction (CI) and so on. Some of molecules which are important in Astrophysics interest, would be studied in this theses are C2H5, C2H6, NO3, CH3OCH2OO. Depending on the molecule quantum mechanical HF, DFT , CI, etc. theories will be implemented and thermodynamic quantities from contribution of transition, electronic motion, and ro-vibration motion have been calculated.
Electron density calculatins of complex molecules
FTIR spectroscopy is related to the vibration modes of a molecule. To calculate the vibrational modes, electron density functions and molecular orbitals density function theory (DFT) method was applied. In this master thesis, we have calculated infrared spectroscopy, electron densities and molecular orbital for many different big molecules by implementing DFT method. All the results were interpreted in detail.
Bazı moleküllerin elektrik dipol momentlerinin hartree fock metodu ile incelenmesi
Bu tez çalışmasında su ve etil molekülü ele alınıp bu moleküllerin optimizesi yapıldı. Optimizasyondan sonra elektrik dipol memontleri ve infrared spektrumları elde edildi. Her iki molekül için de Hartree Fock metodu kullanılarak kuantum mekaniksel büyüklükler elde edilmiştir.
F+dcl?df+cl reaksiyonunda corıolıs etkisinin zamana bağlı kuantum dalga paketi metodu ile incelenmesi
Bu tez çalışmasında, D+FCl potansiyel enerji yüzeyi kullanılarak reaksiyon dinamikleri ve kinetikleri akı analizi metodu kullanılarak araştırıldı. Centrifugal Sudden yaklaşımı kullanılarak, eşik enerjisinden 0.8 Ev çarpışma enerjisine kadar toplam açısal momentum kuantum sayısı J=0 için reaksiyon ihtimaliyetleri elde edildi. Toplam açısal momentumun belli değerleri için J=10,20,....130'a kadar, Centrifugal Sudden ve Coriolis Coupling metotları kullanılarak toplam reaksiyon ihtimaliyetleri ve integral tesir kesitleri hesaplandı.Anahtar Kelimeler: Reaksiyon ihtimaliyetleri, İntegral tesir kesitleri.
Atom molekül etkileşmelerinin paralel programlama kullanılarak dalga paketi metodu ile incelenmesi
Li + H2+ reaksiyonu ve izotop (D2+/T2+) reaksiyonlarının dinamik ve kinetikleri Martinazzo ve arkada?ları tarafından hesaplanan ab initio potansiyel enerji yüzeyi üzerinde zamana bağlı dalga paketi (TDWP) Bağla?ık Kanal (CC) metodu kullanılarak hesaplandı. Li + H2+ reaksiyonu ve izotopları için v=0, j=0 ba?langıç kuantum durumları için reaksiyon ihtimaliyetleri, toplam açısal momentum kuantum sayısı, J=0 dan J=90 a ve e?ik enerjisinden 1 eV çarpı?ma enerjisi aralığında hesaplandı. E?ik enerjisi (0,2 eV) ile 1,0 eV çarpı?ma enerjisi aralığında integral tesir kesiti elde edildi. 200-1000 K aralığında sıcaklığın bir fonksiyonu olan Arrhenius tipi deği?kenlik gösteren hız sabiti hesaplandı. Hız sabitinin, moleküller arası kinetik izotop etkisinin oldukça büyük olduğu görüldü. TDWP-CC sonuçları ile TDWP- Centrifugal-Sudden (CS) Yakla?ım sonuçlarının birbiriyle uyum içerisinde olduğu görüldü. Ayrıca bu reaksiyon için CS yakla?ımının daha doğru sonuçlar verdiği görüldü.H ++ LiH reaksiyonu, ilk evrenin ?artlarında TDWP-CC metodu kullanılarak ab initio potansiyel enerji yüzeyi üzerinde çalı?ıldı. H+ +LiH (v=0,j =0)?H2++ Li süreci için toplam reaksiyon ihtimaliyetleri, 5×10?3 eV ile 1 eV enerji aralığında toplam açısal mometum kuantum sayısı J=0 dan J=110 a kadar hesaplandı. 5×10?3 eV dan küçük enerji değerlerindeki integral tesir kesiti için, Langevin model kullanılarak ekstrapolasyon yapıldı. 10-1000 K aralığında hesaplanan hız sabitinin değeri yakla?ık ?10?9cm3s?1 olup sıcaklıktan bağımsız olduğu bulundu. Bu sonucun ilk evren lityum kimyası modelleriyle uyumlu olduğu görüldü.Anahtar kelimeler: Reaksiyon ihtimaliyeleri, Centrifugal Sudden yakla?ımı, Tesir kesitleri, Hız sabitleri, Langevin model, Astrokimya- ilk evren.
Atom molekül etkileşmelerinin zamandan bağımsız kuantum metodu ile incelenmesi
Bu tez çalışmamda zamandan bağımsız kuantum metodu kullanılarak F + DCl reaksiyonu için toplam reaksiyon ihtimaliyetleri, tesir kesitleri ve reaksiyon hız sabitleri hesaplandı. Bu tür kuantum mekaniksel büyüklüklerin hesaplanması atom ? molekül saçılmaları hakkında bilgi verir. Elde edilen kuantum mekaniksel sonuçlar literatürdeki ilk teorik sonuçlar olması açısından herhangi bir karşılaştırma yapılmamıştır.
Atom-iki atomlu molekül etkileşmelerinin stereo-dinamik özelliklerinin araştırılması
Tez çalışmamda, dalga paketi metodu kullanılarak O+ + H2 →OH+ + H reaksiyonu için reaksiyon ihtimaliyetinin molekülün dönme kuantum sayısının iz düşümüne bağlı değişimi incelenip, reaksiyon tesir kesitleri ve hız sabitleri hesaplamaları yapılmıştır. Bu tür kuantum mekaniksel büyüklüklerin hesaplanması atom – iki atom etkileşmelerinin stereo-dinamiği hakkında bilgi verir. Elde edilen kuantum mekaniksel sonuçlar literatürdeki ilk teorik sonuçlar olması açısından herhangi bir karşılaştırma yapılmamıştır.
Zn esaslı dy katkılı hidroksiapatitlerin bant yapısı ve durum yoğunluklarının belirlenmesi
İlgili yüksek lisans tezi çalışması; tıpta ve medikal uygulamalarda genellikle diş ve kemik tedavisnde yaygın olarak kullanılan ve üstün biyo-uyumluluğa ve toksik olmayan etkilere sahip olan hidroksiapatit (HAp) esas alınarak, HAp esaslı biyoseramik malzemelerin üretilmesi ve sonrasında da bunların imkanlar elverdiği ölçüde in vitro biyo-uyumluğunun belirlenmesi, fiziksel ve kimyasal özellikleri araştırılması amaçlamaktadır.
Structural investigation of different element-based samarium-doped hydroxyapatites by using quantum mechanical methods and experimental analysis
In this thesis, three different element-based Samarium (Sm)-doped HAp nanostructures powder were studied experimentally and theoretically. For the samples to be synthesized experimentally, one of three different base elements was selected, including Mg, Zn, and Sr, at a constant value of 0.133 at. %, for each group. Sm was utilized as a co-dopant for all of the samples in the different groups at varying amounts of (0, 0.133, 0.266, 0.399, 0.532 and 0.665 at. %). For each group, a wet chemical synthesis was performed. The effects of changing the amount of Sm addition on the structural, thermal and biocompatibility in vitro properties were investigated. HAp phase (above 98% for all of the samples of each group) and beta-tricalcium phosphate β − TCP were both confirmed as the major phase and minor phase, respectively, by XRD, FT-Raman spectroscopy and the FTIR measurements. Both the crystallite size and crystallinity decreased as the anisotropic energy density increased. There was no obvious change in morphology caused by the introduction of Sm. The thermal stability of each sample was confirmed. It was found that the amount of Sm presents affected cell viability. Additionally, all of the samples of each group were modeled and theoretically characterized by using the DFT to obtain the calculation results for visualizing the structure-properties relations. Thus, the BS, DOS, BG and LAC for all of the molded sample groups were computed to study their electronic properties as well as shielding properties. The co-doping effect on these properties was seen. The BG continuously decreased for all of the samples. LAC increased with Sm concentration for all samples but decreased with increasing X-ray energy. The HAp samples can efficiently be used in radiation shielding and medical applications because they can considerably attenuate photons in the 5-30 keV range.