Kristal alan ve kuadratik etkileşmeli nanoparçacığın spin-1 modelinin çift yaklaşım yöntemi ile incelenmesi

Bu tez çalışmasında; bilineer, kuadratik ve kristal alan etkileşmeli spin?1 Ising modelleri ile incelenen nanoparçacığın manyetik özellikleri incelendi. Nanoparçacık içindeki spinler sırasıyla; çekirdek, ara yüzey ve yüzey olmak üzere üç bölgeye ayrıldı. Ising modeli için kullanılan Hamiltoniyen; bilineer, kuadratik ve kristal alan etkileşmeli tek nanoparçacık için genel anlamda yazıldıktan sonra her üç bölgeyi de kapsayacak şekilde genişletildi. Çift yaklaşım; bilineer, kuadratik ve kristal alan Hamiltoniyenli spin?1 Ising modeline uygulanarak denklemler türetildi. Serbest enerji ifadesi kabuk ve öz (core-shell nanoparçacık) için detaylıca elde edildi. Farklı çap ve sıcaklık değerleri için bilineer, kuadratik ve kristal alan etkileşmeli homojen ve heterojen nanoparçacığın manyetik özellikleri incelendi. Uygulanan dış manyetik alanın, kuadratik ve kristal alanın farklı değerleri için mıknatıslanmanın sıcaklığa göre gelişimi ve heterojen nanoparçacık için histerezis eğrileri elde edildi. Bilineer, kristal alan ve kuadratik etkileşmeli homojen ve heterojen tek nanoparçacık için kalıcı mıknatıslanmanın nanoparçacığın yarıçapına göre değişimi detaylıca araştırıldı.Ising modelleri, ilk olarak ferromanyetizma için kurulmuş ve daha sonra da değişik manyetik sistemler için geliştirilmiş modellerden birisidir. Bu modelleri ve kullanım alanlarını genişletmeye yönelik her teorik çalışma öncelikle manyetik nanoparçacık sistemleri, nanomıknatıslar, manyetik ince filmler, manyetik akışkanlar v.b. gibi birçok teknolojik öneme sahip araştırma alanlarında yapılan deneysel çalışmalara ve bu çalışmalarda elde edilen önemli bulgulara ışık tutmaktadır. Yapılan bu tez; tezde kullanılan çift yaklaşım yönteminin nanoparçacıklara uygulanması yapılabilecek farklı teorik çalışmalara taban oluşturmuştur. Deneysel olarak elde edilmesi çok kolay olmayan kabuk-çekirdek nanoparçacıkların manyetik özelliklerinin teorik olarak önceden incelenmesine fırsat sağlamaktadır. Manyetik nanoparçacık sistemlerin DNA'lara tutturulması, zararlı moleküllerin tespit ve teşhisinde, biyo-medikal alanda son derece kullanım fırsatı sunduğu için bunların modellenmelerinde kolaylık sağlamaktadır.Anahtar Kelimeler: Nanoparçacık, Ising Modeli, Çift Yaklaşım Yöntemi, Nano Manyetizma