Theses supervised by Prof. Dr. Nuri Ünal

Spinli parçacıkların ışıma kuramı

Manyeto yapısal geçişlerde manyetokalorik özellikler üzerine histerezisin etkisi

Bu tez çalışmasında, ferrimanyetik Mn2Sb pnictide alaşımında; Cr, Co, Fe elementleri ve bu elementlerin ikili kombinasyonları (Cr-Co, Cr-Fe ve Co-Fe) kullanılarak belirli bir miktarda Mn elementi ile yerdeğiştirilmesi sonucu üretilen yeni alaşımlarda birinci derece antiferromanyetik-ferrimanyetik (AF-FI) faz geçisleri elde edilmistir. Cr, Co ve Fe katkılanan alasımlarda In ve Ga elementleri Sb elementi ile yer degiştirilerek kristal yapıları gelistirilmistir. Tüm alasımların yapısal, manyetik ve manyetokalorik özellikleri, X-ısını kırınımı, mıknatıslanma ölçümleri ve adyabatik sıcaklık ölçümleri ile incelenmisştir. Bu ölçümlerde alasımlarda temel kristallenme Mn2Sb benzeri P4/nmm uzay örügüsüne sahip tetragonal ve yabancı kristallenme P63/mmc uzay örügüsüne sahip MnSb olarak tayin edilmistir. Tetragonal yapının Cr, Co ve Fe elementleri ve ikili kombinasyonları için a parametresinde genel anlamda büyük bir degişim olmadıgı, c parametresinin ise azaldıgı görülmüstür. Bu azalma, Mn-Mn etkilesmelerinde büyük rol oynayarak alasımların birinci derece AF-FI faz geçisi oluşturmasını saglamıştır. Cr, Co ve Fe elementleri ve bunların ikili kombinasyonları ile üretilen alasımlarda; Cr ile In ve Cr ile Ga içeren alasşımlarda In ve Ga elementlerinin alasşım içindeki MnSb kristal yapısını minimuma indirdigi artan Cr miktarınında elde edilen faz geçisini düsük sıcaklıklardan oda sıcaklıgına dogru kaydırdıgı görülmüstür. Benzer şekilde oluşturulan Co ile In ve Co ile Ga katkılı alasımlarda ise Co elementinin alasıma manyetik-cam özelligi kazandırdıgı In elementi ile bu özelligin geliştigi belirlenmiştir. Co ile Ga içeren alasımda ise manyetik-camı özelligine rastlanmamıştır. Fe katkılanan Mn2Sb alasımında elde edilen birinci derece AF-FI faz geçisinde MnSb kristallenmesinin yüksek oranda olusmuştur bununla birlikte In elementinin eklenmesi ile bu faz geçisinin kaybolmaktadır. Cr-Co ikili kombinasyonlarından üretilen alasımlarda elde edilen birinci derece AF-FI faz geçişinde Cr elementinin belirli bir orana kadar arttırılmasının faz geçisşini düsşük sıcaklıklardan oda sıcaklıgı civarında gerçeklesmesine neden oldugu görülmüştür. Birinci derece AF-FI faz geçisi gösteren alaşımların entropi degişimleri hesaplandıgında ters manyetokalorik etki özelligi gösterdikleri belirlenmiştir.Bu alaşımlardan oda sıcaklığı civarında birinci derece AF-FI faz geçişi gösteren alaşımlarda yapılan adyabatik koşullardaki sıcaklık ölçümlerinde yaklaşık olarak 2 K degerinde bir soğuma elde edilmiştir. Alaşımların bu soğutma oranını tekrarlayabilme yetenegini belirlemek için yapılan ölçümlerde, alasım sistemlerinin adyabatik olarak tersinir bir durum gerçeklestirebildiği sonucuna ulasılmıstır. ANAHTAR KELİMELER: Manyetokalorik etki (MKE), Mangan bazlı alaşımlar,Pnictide yapılar, Birinci derece AF-FI faz geçisi.

Genelleştirilmiş Morse potansiyeli için uyumlu durumların kurulması

ÖZET GENELLEŞTİRİLMİŞ MORSE POTANSİYELİ İÇİN UYUMLU DURUMLARIN KURULMASI Mustafa DERNEK Yüksek Lisans Tezi Fizik Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Nuri ÜNAL 2002, 30 Sayfa Bu çalışmada, genelleştirilmiş Morse potansiyeli için, dalga fonksiyonları ve enerji spektrumu, Feyman path integtali yöntemi kullanılarak elde edildi. Sonuçların daha önce Schrödinger denklemini çözerek ve grup kuramı tekniğiyle elde edilen çözümlerle karşılaştırıldığında tutarlı oldukları gözlendi. Genelleştirilmiş Morse potansiyeli için propagatör elde edilirken, problemin dinamik simetrisinden faydalanıldı. Böylece problem, dört boyutlu hiperboloid üzerindeki serbest parçacık problemine dönüştürüldü. Rijit rotator, iki atomlu moleküllerin hareketini betimlemek için iyi bir yaklaşıklık sunmaktadır. Böylece parçacığın, dört boyutlu küre üzerine hapsedildiği çözümler alınıp, hiperboloid çözümlerine dönüştürülmüştür. Ayrıca, bu çözümlerden elde edilen dalga fonksiyonlarının limit durumda Morse potansiyeli için verilen dalga fonksiyonlarına indirgendiği gösterildi. ANAHTAR SÖZCÜKLER: Genelleştilmiş Morse Potansiyeli, Morse Potansiyeli, Uyumlu Durumlar, Propagator. JÜRİ: Prof. Dr. Nuri ÜNAL Prof. Dr. Zeki ASLAN Doç. Dr. Varol KESKİN

Hartman potansiyeli için uyumlu durumlar

ÖZET HARTMANN POTANSİYELİ İÇİN UYUMLU DURUMLAR NALAN KANDIRMAZ Doktora Tezi, Fizik Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Nuri ÜNAL Ocak 2005 Bu çalışmada merkezcil olmayan, halka biçimli Hartmann potansiyeli için uyumlu durumlar elde edildi. Sistem parametrik zamanda aynı u açısal frekansı ile hareket eden dört salınıcı problemine dönüştürülerek, path integrali kullanılarak kuantize edilmiştir. Elde edilen uyumlu durumlar küresel koordinatlardaki Hartmann potansiyeli dalga fonksiyonlarının süperpozisyonudur ve karmal özdeğerlidir. ANAHTAR KELİMELER: Merkezcil olmayan potansiyeller, Hartmann potansiyeli, Uyumlu durumlar, Path integrali, holomorfik koordinatlar JURI: Prof. Dr. Nuri ÜNAL Prof. Dr. Veli KURT Yrd. Doç. Dr. Melike B. YÜCEL Prof. Dr. Önal ERGENEKON Yrd. Doç. Dr. Figen BİNBAY

Diyot uyarımlı katı hal lazer kaynaklarıyla güneş ışığı benzeteçi tasarım ve geliştirilmesi

Güneş benzeteçleri güneşin cisimler üzerindeki çeşitli etkilerini laboratuvar ortamında gözlemlemek amacıyla kullanılırlar. Günümüzde güneş tayfına olan benzerliğinden dolayı ışık kaynağı olarak başta Ksenon-ark ampuller olmak üzere farklı kaynakların bulunduğu benzeteçler mevcuttur. Diyot uyarımlı katı hal lazerler ise ark ampullerine göre düşük güçlerde ve yaygın olan kaynaklardır. Ayrıca lazerlere ait ikinci harmoniklerin de kullanılarak güneş tayfına yaklaşılabilmesi böylece gereken lazer kaynak sayısının azaltılması hedeflenmiştir. Diyot uyarımlı lazer kaynak kullanımı ve ikinci harmonik üretimi tezin gerçekleşme zorluğunu artırabilecek olmasına rağmen maliyetleri ve kullanılabilirliği açısından gerekli görülmüştür. Çalışma mevcut lazer ve optik ekipmanlar referans alınarak modellenmiş ve elde edilen veriler hem güneş hem de mevcut güneş benzeteçleriyle kıyaslanarak ortaya konmuştur.

Fiber beslemeli Echelle Tayfçeker optik tasarımı ve analizi

Bu çalışma, çapraz-dağıtıcılar bakımından birbirinden farklı olan iki adet Fiber Beslemeli Echelle Tayfçeker (FES) optik tasarımını ve bu tasarımlardan elde edilen tayfların (mertebelerin) optik analizlerini içermektedir. Optik analizler, Zemax optik tasarım programında yer alan Spot Diyagramı'ndan, Ayak İzi Diyagramı'ndan, Encircled Enerji Diyagramı'ndan ve Dalga Cephesi Fonksiyonu'ndan elde edilen sonuçlar yorumlanarak yapılmıştır. RTT150 teleskobu için tasarlanan bu tayfçeker sistemi Cassegrain odak düzleminde odaklanan ışın hüzmesinin fiber ile tayfçekere taşınıyor olmasından dolayı Fiber Beslemeli olarak tanımlanmaktadır. TÜBİTAK Ulusal Gözlemevi (TUG) Bakırlıtepe yerleşkesinde 1.5 m çapa sahip Rusya-Türkiye Teleskobu (RTT150) bulunmaktadır. Bu teleskop Cassegrain ve Coude olarak adlandırılan iki odak düzlemine sahiptir. Her iki odak düzleminde bu teleskoba has üretilmiş tayfçekerler mevcuttur. Bunlar, Cassegrain odak düzleminde bulunan TUG Faint Object Spectrograph and Camera (TFOSC) tayfçekeri ile Coude odak düzleminde yer alan Coude Eechelle Tayfçekeri (CES)'dir. CES tayfçekeri R=40000 ayırma gücüne sahip olmasından dolayı, yüksek çözünürlüklü olarak tanımlanan bir tayfçekerdir. Bu yönüyle, araştırmacılara yüksek çözünürlüklü tayfsal veri alma imkânı sunmaktadır. Ancak, mevcut CES tayfçekerinin sahip olduğu bazı dezavantajlarından dolayı, bu tez çalışması, bunun yerine ikame edilmesi düşünülen konsept bir tasarımdır. Çapraz-dağıtıcı olarak prizmanın kullanıldığı tayfçeker tasarımında tepe açısı 42 derece olan iki adet simetrik N-F2 cam türünden oluşan prizma kullanılmıştır. İkinci tayfçeker tasarımında ise, geçirgen grizm, çapraz-dağıtıcı olarak kullanılmıştır. Geleneksel türlerinden farklı olarak bu çalışmada kullanılan grizm, 8 derecelik tepe açılarına sahip N-BK7 cam türü olan iki adet simetrik ince prizmanın arasına hacim fazlı holografik (VPH) kırınım-ağının konulması ile oluşturulmuştur. Tayfçekerlerin çalışma dalga boyu aralığı 390-900 nm olarak belirlendi. Prizma çapraz-dağıtıcılı tayfçeker tasarımında merkezi dalga boyu 501,148 nm olan m=113 mertebesi; grizm çapraz-dağıtıcılı tayfçeker tasarımında ise merkezi dalga boyu 636,256 nm olan m=89 mertebesi dikkate alınarak tasarım ve optimizasyon işlemleri gerçekleştirilmiştir. Grizm çapraz-dağıtıcı optik tasarımının gerçekleştirildiği mertebenin ve merkezi dalga boyunun prizma çapraz-dağıtıcı optik tasarımı için kullanılması durumunda, daha büyük çapta prizmalara ve kameraya ihtiyaç duyulacağından, prizma çapraz-dağıtıcı optik tasarım ve optimizasyon işlemlerinde daha düşük merkezi dalga boyu ve daha yüksek bir mertebenin kullanılması tercih edilmiştir. Odak uzaklığı 200 mm ve odak oranı f/2 olarak belirlenen ve her iki tayfçeker sisteminde kullanılması düşünülen kameraya ait optik tasarım, optimizasyon ve kalite analizlerinin de yapılması da bu çalışmanın kapsamı içerisindedir. Dolayısıyla, ilgili kameraya ait optik parametrelerin belirlenmesi ve optik kalite analizlerinin yapılması sürecinde, 13,5x13,5 mikron kare piksel ebadına sahip 2048x2048 pikselden oluşan CCD dedektör baz alınmıştır. Tolerans işlemi sonrası yapılan analizlerde, prizma çapraz-dağıtıcılı tayfçekerde m=113 merkezi mertebenin RMS ve geometrik tayf görüntü kalınlık değerlerinin sırasıyla, 2,3-2,8 piksel ve 5,8-7,6 piksel aralığında olduğu; merkezi mertebenin komşu mertebeler ile arasındaki mesafenin ise 17 piksel olduğu görülmüştür. Benzer çalışma grizm çapraz-dağıtıcılı tayfçeker için yapıldığında, m=89 merkezi mertebenin RMS ve geometrik tayf görüntü kalınlık değerlerinin sırasıyla 2,3-2,45 piksel ve 5,7-8,1 piksel aralığında olduğu; komşu mertebeler ile arasındaki mesafenin ise 25 piksel olduğu görülmüştür. Prizma çapraz-dağıtıcılı tayfçekerde beklenildiği gibi mertebeler arası mesafenin morötesi dalga boyuna giderken arttığı, yakın kızılötesi dalga boyuna giderken ise azaldığı gözlenmiştir. Grizmin çapraz-dağıtıcı olarak kullanıldığı tayfçekerde ise yine beklenildiği gibi mertebeler arası mesafenin morötesi dalga boyuna giderken azaldığı, yakın kızılötesi dalga boyuna giderken ise arttığı görülmüştür. Son olarak, prizmanın doğasından kaynaklı gerekçelerden dolayı beklenildiği üzere, tayf görüntü eğriliğinin prizma çapraz-dağıtıcılı tayfçekerden elde edilen tayflarda daha fazla olduğu görülmüştür.

Sağlık alanında X-ışını ile dijital diyagnostik görüntülemede doğrusal dizi dedektörün radyasyon dozuna etkisinin araştırılması

X-Işını keşfinden günümüze kadar yaşamın her alanına girmiş, sağlık alanında ise hem görüntü kalitesinin artırılması hem de doz miktarının düşürülmesi en güncel uygulama hedefleri haline gelmiştir. Görüntüleme esnasında kaynaktan salınan fotonlar hastadan geçip dijital dedektöre ulaşır. Öte yandan özellikle kalın vücut dokularının görüntülemesinde dedektörden önce, saçılmış fotonların görüntü kalitesini düşürmelerini engellemek amacıyla saçılım önleyici kurşun ızgara gridin bulunması gerekir. Akdeniz Üniversitesi Fen Fakültesi Fizik bölümü imkân ve ekipmanları ile gerçekleştirilen bu araştırmada, kurşun ızgara plakaya ihtiyaç olmaksızın görüntü alabilen doğrusal dizi dedektörle, gereken doz miktarının düşürülebilmesi hedeflenmiştir.

Bazı çekim teorilerinde alan denklemlerinin simetrili çözümleri

Einstein genel çekim teorisi, evrenin yapısını ve gelişimini açıklayan en iyi çekim teorisi olmakla birlikte bazı yeni gözlemleri açıklamakta yetersiz kalmaktadır. Bu yüzden limit durumunda Einstein çekim teorisini veren ve fakat yeni gözlemleri de açıklayabilen bazı yeni çekim teorileri ortaya çıkmıştır. Bu tez çalışmasında, öncelikle f(R) çekim teorisi çerçevesinde, küresel simetrik, silindirik simetrik ve düzlem simetrik uzay-zamanlar ele alınacaktır. Daha sonra skaler alanlı çekim teorisi çerçevesinde LRS Bianchi tip I uzay-zaman ele alınacaktır. Her bir durumda oluşturulan evren modelleri için kesin çözüm bulma çalışmaları yapılacak ve bu amaçla Noether simetrisi yaklaşımı kullanılacaktır.

Kuartz optik fiberlerin ve Ce katkılı sintilasyon fiberlerin radyasyon altında optik ve yapısal özelliklerinin incelenmesi

Bu tez çalışmasında kuartz ve Ce katkılı optik fiberlerin Co-60 gama radyasyonuna karşı göstermiş oldukları davranışlar incelenmiştir. Bu çalışmada, farklı kor yapıları ve çeşitli element katkıları olan dört kuartz ve altı Ce katkılı optik fiber kullanılmıştır. Bu optik fiberler eş zamanlı ve eş zamanlı olmayan ölçüm yöntemleriyle düşük ve yüksek doz radyasyona maruz bırakılmıştır. Bu ölçümlerde 400-1000 nm dalgaboyu aralığında spektrumlar elde edilmiştir. Spektrumlardan belirli dalgaboyları seçilerek optik fiberlerin radyasyona bağlı zayıflamaları (Radiation-Induced Attenuation-RIA) ve iyileşme süreçleri elde edilmiştir. RIA ve iyileşme süreçleri optik fiberin yapısı, Ce katkı konsantrasyonları, radyasyon doz hızları ve toplam doz miktarları gibi parametrelere bağlı olarak değerlendirilmiştir. Deneyde kullanılan kuartz optik fiberlerin uygulanan radyasyona karşı dayanıklı olduğu görülmüştür ve bu dayanıklılığın kaynağının yapısındaki yüksek miktardaki OH- iyonlarından olduğu belirlenmiştir. Kullanılan Ce katkılı optik fiberlerin yapısında Al ve P elementlerinin bulunmasının radyasyona karşı direncin azalmasına neden olduğu sonucuna varılmıştır. Ölçümü gerçekleştirilen optik fiberlerden elde edilen sonuçlar kapsamında tarafımızca bir optik fiber önerilmiştir ve bu optik fiberin üretimi Polymicro Technologies firması tarafından gerçekleştirilmiştir. Bu optik fiberin ölçümleri, bu tez kapsamında sunulmuştur ve çalışmadaki Ce katkılı diğer optik fiberlerden daha iyi bir radyasyon direnci göstermiştir. Optik fiberlerin iyileşme süreçleri, ikinci dereceden büyüme kinetiği modeli ile belirlenmiş ve modelin öngörülerinin deneysel sonuçlar ile tutarlılığı gösterilmiştir. Ayrıca optik fiberlerin fotolüminesans ve nümerik açıklık (NA) ölçümlerinde radyasyon etkisi araştırılmıştır.

Grafen tabanlı plazmonik sensörler ve uygulamaları

Metal/dielektrik ara yüzeyinde uyarılan yüzey plazmon polaritonlar, sensör uygulamalarında uzun yıllardır kullanılmaktadır. Bununla birlikte, son yıllarda bilgisayar teknolojisindeki büyük gelişme sayesinde sensörler üzerindeki çalışmalar, simülasyon çalışmalarıyla da desteklenmeye başlamıştır. Simülasyon çalışmalarında, plazmonik sensörler üzerine yapılan çalışmalarda kullanılan aşamaların en aza indirilmesi konusunda yoğunlaşılmaktadır. Ayrıca, elektrik alan etkisiyle optik özelliklerinde değişiklik yapılabilen grafen, tasarlanacak olan plazmonik sensörlerde kullanılmaktadır. Zaman uzayında sonlu farklar yöntemi (FDTD) simülasyon programı ile tasarlanan plazmonik sensörün geniş bir aralıkta frekans cevabını elde etmek mümkün olmaktadır. Bu tez kapsamında temel malzeme olarak kullanılan grafen; elektromanyetik spektrumun kızılötesi bölgesinden THz frekans bölgesine kadar plazmonik özellik gösterebilen bir malzemedir. Ayrıca, tasarlanan yapıya elektrik alan uygulanarak grafenin optik özelliklerinde değişiklik yapılabilmektedir. Böylece, görünür bölgede grafen tabanlı sensör tasarlamak mümkün olmaktadır. Plazmonik sensörün tasarımı aşamasında metot olarak periyodik yapı ile eşleme kullanılmıştır. Bu metot ile yapıların boyut, şekil ve malzeme çeşidi değiştirilerek malzemenin rezonans dalgaboyu değiştirilebilmektedir. Rezonans frekansı aktif olarak ayarlanabilen sensör tasarımının günümüzde büyük avantajları bulunmaktadır. Tasarlanan plazmonik sensörler üretildikten sonra özellikleri değiştirilememektedir. Hâlihazırda tasarlanmış olan sensörü farklı bir dalgaboyu aralığında çalıştırmak için en baştan sensör tasarlamak gerekmektedir. Sensörler üzerine yapılan çalışmalar; sensör tasarımı, simülasyon aşamalarını gerçekleştirme, üretim ve kullanma aşamalarından oluşmaktadır. Ancak deney sonuçları ile hesaplamalar çelişirse ya da parametre değişikliğine gidilecek olursa en başa dönmek gerekmektedir. Bu tez kapsamında rezonans frekansı aktif kontrollü plazmonik sensör tasarlamak günümüz teknolojisi ile birleşerek büyük avantajlar sunmaktadır. Diğer taraftan temel malzeme olarak kullanılan grafene voltaj uygulanarak elektron durum yoğunluğu değiştirilebilmektedir. Böylece grafenin optik özelliklerinde değişiklik yapılabildiği için tasarlanacak sensörde kullanılmaktadır. Gerçekleştirilen çalışmalarda temel amaç rezonans frekansı aktif ayarlanabilen plazmonik sensör tasarlanmaktadır. Tasarlanacak olan plazmonik sensörün çok geniş frekans aralığında çalışılmasına olanak sağladığı için grafen temel malzeme olarak kullanılmıştır. Çünkü grafen, THz bölgesinde plazmonik özellik gösterebilen bir malzemedir. İşte bizim bu noktada amacımız plazmonik sensörlerin rezonans frekansını, grafenin kimyasal potansiyelini değiştirerek aktif olarak ayarlamaktır. Böylece yapılacak çalışmalarda aşamaların tekrarlanmasına gerek kalmadan çalışmalara devam edilebilecektir. Hem zamandan tasarruf edilecek hem de araştırma yelpazesi genişletilecektir. Özet olarak; bu tez kapsamında rezonans frekansı aktif olarak ayarlanabilen grafen tabanlı plazmonik sensör tasarımı yapılacaktır. Tasarlanan plazmonik sensör üzerinde istenilen değişiklikler rezonans frekansının aktif kontrolü ile gerçekleştirilecektir. ANAHTAR KELİMELER: FDTD, grafen, Maxwell denklemleri, plazmonik sensör, rezonans frekansı