2,652
Archived Theses
2
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Investigation of x-ray single crystal structure and the spectroscopic properties of nitrogen containing aromatic ring compounds
In this study, (E)-4-(4-(dimethylamino)benzylidenamino)-2isopropyl-5-methylphenol which has C19H24N2O formula, and 2-isopropyl-5-methyl-4-((5-methylfuran-2-yl)methyleneamino) phenol compound which has C16H20N2O formula, have been synthesized and characterized by single crystal XRD and spectroscopic methods (FT-IR, NMR, UV-Vis). Further, the molecular geometry, vibration spectra and assignments, 1H and 13CNMR chemical shifts, electronic absorption spectra, Molecular Electrostatic Potential (MEP), Natural Bond Orbital (NBO) analysis of this compound have studied as theoretically by the B3LYP/6-311++G(d,p) level and compared with experimental results. The single crystal XRD result has shown that C19H24N2O ligand crystallizes in the monoclinic crystal system with space group P21/n, unit cell parameters a= 9.79 (9), b= 9.97 (9) and c= 17.72 (17) Å, and the angle β= 99.85 (4)°, and molecular formula C19H24N2O. C—H stretching vibrational frequencies for aromatic C—H bonds have been seen at 2875, 2960, 2978, 2995, and 3068 cm-1 and C=C stretching bands have been seen at 1481,1525, 1552 and 1591 cm-1. MEP results of the C19H24N2O has shown negative potantial region on O1 and N1 on the ring with -0.032 e−2 and -0.040 e−2, respectively. The most positive potential (positively charged region) is shown in blue and it has been observed on the hydrogens with 0,0054 e−2. The single crystal XRD result has shown that C16H20N2O ligand crystallizes in the monoclinic crystal system with space group P21/c, unit cell parameters a= 10.119(11), b= 10.165(6) and c= 14.838(14) Å, and the angle β= 99.22(4)°, and molecular formula C16H20N2O. FT-IR spectra have shown that (C—H) stretching band in aliphatic rings at 1619 cm-1, stretching band of imine (C=N) group at 1619 cm-1, C=C stretching band of furan ring at 1504 cm-1, (C—O—C) tension band at 1015 cm-1. The UV-Vis spectrum of C16H20N2O has shown thatthe transition observed at 250 nm was similar to the π-π* transitions of phenyl and furan rings at 300 nm. The gap between Homo and Lumo of the C16H20N2O compound is 5.85 eV. Similarly, This gap for HOMO+1 and LUMO-1 is 3.88 eV.
indexedOpen AccessTRZnO/CdO ince film yapıların sentezi, karakterizasyonu ve fotokatalitik aktivitelerinin incelenmesi
Bu tez çalışmasında, CdO/ZnO ince film yapılar kimyasal banyo biriktirme ve döndürmeli kaplama yöntemleri kullanılarak FTO altlıklar üzerine sentezlenmiş ve fotokatalitik aktiviteleri değerlendirilmiştir. Çalışmanın amacı, CdO ve ZnO yarı iletken oksitlerinin kombine edilerek fotokatalitik performanslarının artırılmasıdır. ZnO’nun geniş bant aralığı ve yüksek fotosensitivitesi ile CdO’nun dar bant aralığı özellikleri birleştirilerek heteroyapılı kompozit bir fotokatalizör oluşturulmuştur. Elde edilen ince filmlerin yapısal, morfolojik ve optik özellikleri XRD, SEM, AFM, temas açısı ölçümleri ve UV-Vis spektroskopisi ile karakterize edilmiş; fotokatalitik performansları ise metilen mavisi (MB) boyar maddesinin fotodegradasyonu üzerinden değerlendirilmiştir. Elde edilen bulgular, UV ışık altında test edildiğinde CdO/ZnO heteroyapılarının saf CdO ince filmlerine göre daha yüksek bir fotokatalitik aktivite sergilediğini göstermiştir. Bu bulgular, CdO/ZnO kompozitlerinin çevresel kirliliklerin giderilmesi ve ileri düzey atık su arıtımı uygulamaları için potansiyel bir fotokatalizör olduğunu göstermektedir.
ZNS ve Cu2ZNS4(CZTS) ince filmlerin sentezi, karakterizasyonu ve optoelektronik uygulamaları
Çinko sülfür (ZnS), optoelekronik cihazlar için en önemli yarı iletkenlerden biridir. Genellikle çevre dostu özelliğinden dolayı yüksek verimli Cu2ZnSnS4(CZTS) güneş hücrelerinde tampon tabaka olarak kullanır. Bu tez çalışmasında yapılan tüm filmlerin hepsi sol-jel daldırarak kaplama tekniği ile sentezlenmiştir. Bu çalışmada ilk kez ZnS1-xNaxS, Zn1-xSnxS ve Zn1-xLaxS (x=%0-15) ince filmleri çözelti tabanlı sol-jel metodu ile cam ve Si (fiziksel olarak aşındırılmış) altlıklar üstünde 6000c'de vakum ortamında üretilerek Na+, Sn+2, ve La+3 katkılarının ve katkı oranlarının yapısal, optiksel ve lüminesans özelliklerine etkisi incelenmiştir. Benzer biçimde CZTS ince filmleri de sol-jel yöntemiyle farklı sıcaklıklarda (400, 450, 500 ve 5500C) aynı altlıklar üzerinde büyütüldü. Hazırlanan her iki tip ince filmlerin fiziksel özellikleri XRD, Raman, SEM, AFM, XPS, EDX, haritalama fotolüminesans, UV-Vis spektroskopisi, Hall etkisi, akım-voltaj(I-V) ölçüm sistemleri ve solar sümilatör ölçüm sistemleri ile karakterize edildi. Hazırlanan ZnS1-xNaxS, Zn1-xSnxS ve Zn1-xLaxS (x=%0-15) ince filmlerinin karma kübik ve altıgen ZnS polikristal fazına sahip olduğu fakat baskın (111) kübik düzlemi boyunca yüksek tercihli yönelime sahiptirler. Bu film grubu içerisinde Zn1-xSnxS ince filmlerin kristal kalitesinin daha yüksek olduğu anlaşıldı. Her üç filminde yüzey morfolojisi homojen ve yoğundur. FTIR, XPS, ve EDX analizi sonuçları üç film grubunda da ZnS bağ oluşumu ve Zn+2, Na+, Sn+2, La+3, katkı tür ve oranlarıyla beraber ZnS ince filminin optik yasak bant aralığı değeri ve fotolüminesans şiddeti değişim gösterdi. Bu filmlerde p/n tipi Si üzerine kaplanan filmlerin I-V grafiklerinin omik olmayan davranış sergilemesinin p-n eklem oluştuğunu göstermektedir. Diğer taraftan hazırlanan CZTS ince filmlerinin (112) yönelimli karakteristik CZTS kesterit faz yapısında kristallendiği gözlemlendi. Kristallenme derecesi tavlama sıcaklığına ve süresine bağlı olarak değişti. Yüzey ve elementsel analiz sonuçları CZTS film yüzeylerinin homojen fakat pürüzlü olduğunu ve Cu, Zn, Sn,ve S atomlarını belirli oranda içerdiğini gösterdi. Optik ölçüm sonuçları soğrulma şiddetinin ve aynı zaman n-tipi Si üstüne kaplanan film örneklerinin I-V ölçümleri omik olmayan davranış sergilemiştir. p ve n tipi Si üzerine hazırlanan güneş hücrelerinde anlamlı bir verim elde alınmamakla birlikte sadece bir CZTS tabanlı güneş hücresinde çok az da olsa verim elde edilmiştir. Anlamlı bir verimin elde edilememesinin sebebi kaçak devre akımları, hazırlanan filmlerdeki mikro çatlaklar ve soğurucu CZTS katman kalınlığı olarak tespit edilmiştir.
N-tipi ve p-tipi ZnO ince filmlerin hazırlanması, yapısal, optiksel ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi
Bu tez çalışmasında kobalt katkılı ve katkısız ZnO ince filmler sol-jel kimyasal yöntemle hazırlanmıştır. Hazırlanan filmlerin yapısal, morfolojik, optiksel ve elektriksel özellikleri incelenmiştir. XRD sonuçlarına göre kobalt katkılı filmlerde pik şiddetleri artmaktadır. UV-Vis spektrometresi ile gerçekleştirilen ölçümler örneklerin yasak bant aralıklarının 3.27 eV ile 3.31 eV aralığında değiştiğini göstermektedir. Elektriksel ölçümlere göre katkısız ZnO filmler n-tipi özellik göstermekte ve kobalt katkılı örnekler ise p-tipi özelliktedir. Hazırlanan filmlerle başarılı bir şeklide pn eklem yapılar oluşturulmuştur. UV ışığı altında yapılan ölçümler pn eklem yapıların herhangi bir dış gerilim uygulanmadan fotodedektör özellik gösterdiğini doğrulamaktadır. Hazırlanan pn eklem fotodedektörler hava ve vakum ortamında olmak üzere iki farklı ortamda ısıl işleme tabi tutulmuşlardır. Hava ortamında tavlanan %1, %3 ve %5 kobalt katkılı örneklerin fotohassasiyetleri sırasıyla % 306, %451ve %271iken vakum ortamında tavlanan örneklerde bu değerler % 2226, % 10301 ve % 34053 olmaktadır. Hava ortamında tavlanan %1, %3 ve %5 kobalt katkılı örneklerin fotoyanıt değerleri ise sırasıyla 99 µA/W, 47 µA/W ve 95 µA/W iken vakum ortamında tavlanan örneklerde bu değerler 120 µA/W, 273 µA/W ve 255 µA/W olmaktadır. Bu çalışmada elde edilen sonuçlar kobalt katkılı ZnO filmlerin p-tipi elektriksel özellik göstererek katkısız ZnO filmlerle pn eklem yapı oluşturulabileceğini göstermektedir. Ayrıca tavlama ortamının cihazların performansını önemli oranda etkilediği sonucuna varılmıştır.
Polimer tabanlı akustik metamateryeller bazlı gürültü kesici ve azaltıcı sistemlerin tasarım, araştırma ve karakterizasyonları
Bu çalışma, çevresel ve endüstriyel gürültü problemlerine çözüm getirmek amacıyla, polimer tabanlı akustik metamateryallere dayalı fononik kristal yapıların tasarımını, analizini ve karakterizasyonunu kapsamaktadır. Özellikle demiryolu taşımacılığı gibi yüksek ses kaynaklarının etkilerini azaltacak düşük maliyetli ve etkili ses yalıtım sistemlerinin geliştirilmesi hedeflenmiştir. Araştırma kapsamında, literatür taraması ile fononik kristallerin dalga yayılımı üzerindeki etkileri ve ses yalıtım uygulamalarındaki potansiyeli detaylı biçimde incelenmiştir. Uygulama aşamasında, iki boyutlu periyodik yapılar içeren fononik kristallerin farklı örgü tipleri (kare, dikdörtgen, üçgen, bal peteği) kullanılarak çok katmanlı tasarımları yapılmıştır. Bu yapılarda, örgü sabiti ve silindirik çubuk yarıçapı gibi geometrik parametrelerin iletim kaybına etkileri hem COMSOL Multiphysics yazılımı ile yapılan sonlu elemanlar yöntemi (FEM) simülasyonlarıyla hem de deneysel ölçümlerle analiz edilmiştir. Ayrıca, çubukların içinin boş veya sıvı dolu olması gibi parametrelerin bant yapısı ve akustik performansa etkileri karşılaştırılmıştır. Elde edilen bulgular, örgü tipi, geometrik boyutlar ve iç dolgu türünün ses yalıtım performansı üzerinde belirleyici rol oynadığını göstermektedir. Bu çalışma, teorik analizlerin ötesine geçerek deneysel doğrulamalarla desteklenmiş ve fononik kristallerin ses yalıtımı uygulamalarındaki potansiyelini ortaya koymuştur. Sonuç olarak, fononik kristal tabanlı bu sistemlerin akustik gürültü azaltımında yenilikçi ve uygulanabilir çözümler sunduğu değerlendirilmiştir. ANAHTAR KELİMELER: Fononik kristal, Sonlu elamanlar yöntemi (FEM), Akustik metamateryal, Polimer yapılar, Gürültü kontrolü, Ses yalıtımı
Yb₂O₃ katkılı camların gama radyasyonu zırhlama parametrelerinin mcnp ile simülasyonu ve FNRCS değerlerinin hesaplanması
Radyasyonun kontrolsüz maruziyeti, insan sağlığı için ciddi riskler oluşturmaktadır. Bu çalışma, radyasyon zırhlama malzemelerinin etkinliğini değerlendirmek amacıyla Monte Carlo N-Particle (MCNP) simülasyon programını kullanarak Yb₂O₃ katkılı camların gama zırhlama parametrelerini (LAC, MAC, MFP, HVL) analiz etmektedir. Ayrıca aynı materyaller için hızlı nötron uzaklşatırma tesir kesiti (FNRCS) de hesaplanmıştır. El-Shamy ve arkadaşları (2024) tarafından üretilen 5 farklı Yb₂O₃ konsantrasyonuna sahip cam numuneler, 9 farklı gama enerjisi ve 10 farklı kalınlıkta modellenmiş; toplam 451 simülasyon gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, XCOM veri tabanı ile karşılaştırılarak doğrulanmıştır. Bulgular, Yb₂O₃ katkısının artmasıyla gama ve nötron zırhlama kapasitesinin anlamlı şekilde yükseldiğini göstermiştir. Bu çalışma, nükleer tıp ve radyasyon korunması alanlarında optimize malzeme seçimi için nicel veriler sunarken, MCNP'nin karmaşık radyasyon etkileşimlerini modellemedeki etkinliğini vurgulamaktadır.
Katkılı ince filmlerin gama radyasyon zayıflatma davranışlarının belirlenmesi
Günümüzde teknolojinin gelişmesiyle birlikte bilişim, malzeme bilimi, ekipman geliştirme, radyasyondan korunma alanlarında bir çok iyileştirme meydana gelmektedir. Bu gelişmelerle birlikte teknolojik yeni tasarımlar oluşturmak, bir noktada insan sağlığını önemli ölçüde korumaktadır. Bu tasarımlardan bazıları da günümüzde enerji, bilim ve sağlık sektörlerinde kullanılan radyasyonun insanlar üzerindeki olumsuz etkilerini minimize etmektedir. Örneğin; radyasyon kaynaklarının kullanıldığı radyoloji veya nükleer tıp gibi sağlık birimlerinde çalışanların ve hastaların maruz kaldığı gereksiz radyasyonun etkilerini minimize etmek için bazı koruyucu ekipmanlar tasarlanmıştır. Bu ekipmanlarda cam formunda bulunan gözlükler de koruyucu ekipmanlardan biridir. Radyasyona duyarlı olan göz merceklerinin korunması büyük önem arz etmektedir ve bu doğrultuda her geçen gün koruyuculuğu daha iyi olabilecek yeni cam formları denenmektedir. Tercih edilen bileşik, ince film olarak tasarlandı samaryum ve bor %5, %10 ve %20 oranlarında katkılandı. Bu çalışmada farklı oranlara sahip indiyumoksit (In2O3) bileşiğine samaryum ve bor katkılanarak oluşan yeni bileşiğin Kütlesel Azalım Katsayıları (MAC) hesaplandı. Katkılama oranı arttıkça oluşan bileşiklerin yoğunluklarında düşüş meydana geldiği görüldü. Hesaplamalar, Monte Carlo tabanlı Monte Carlo N-Particle (MCNP6) Radyasyon Taşıma Programı kullanılarak simülasyonlar sonucundaki veriler kullanılarak yapıldı. Elde edilen sonuçlar XCOM değerleriyle karşılaştırıldı ve MCNP ile XCOM değerlerinin birbiriyle uyumlu olduğu görüldü. Elde edilen sonuçlar gösteriyor ki, ince film olarak tasarlanan malzemeler; enerji ve sağlık gibi alanlarda yeni malzemelerin kullanılabilirliğini ıspatlamaktadır. Yapılan bu çalışma, radyasyon kullanılan alanlarda farklı materyallerin denenebileceğini ve daha iyi verim elde edilebileceğini göstermektedir.
Co/konjuge nn ligantlı Co-ZnO filmlerin yapısal, elektriksel iletkenlik ve radyasyon zırhlama özelliklerinin incelenmesi
Bu tez çalışmasında katkısız, kobalt (CoO), C20H13N3Cl2Co ve C16H11N3Cl2Co katkılı (0, 0.02, 0.04 ve 0.06) çinko oksit (ZnO) ince filmler Sol-Jel spin kaplama tekniği ile üretilmiştir. Üretilen ince filmler 500 °C' de 1 saat tavlanmıştır. Üretilen filmlerin yapısal ve optik özellikleri SEM, XRD, UV-Vis ve FT-IR spektroskopisi kullanılarak belirlendi. Ayrıca, kobalt ve konjuge cobalt katkılı filmlerin ZnO'in elektriksel iletkenlikleri ve radyasyon zırhlama özellikleri araştırılmıştır. İnce filmlerin radyasyon zırhlama parametreleri (MAC, LAC, MFP, HVL ve Zet) 186,1-1764,5 keV enerji aralığında ULEGe dedektörlü gama spektrometresinde belirlenmiştir. XRD sonuçları üretilen tüm ZnO filmlerin altıgen wurtzite kristal yapıya sahip olduğunu ve kobalt ve konjuge Co katkısına bağlı ikincil bir kristal fazın bulunmadığını ortaya çıkarmıştır. Artan Co oranına bağlı olarak (110) kristal düzleminde bir artış gözlemlenmiştir. Üretilen tüm filmlerin yüzey görüntüleri kararlı yapıların oluştuğu tespit edilmiştir. UV-Vis incelemeleri filmlerin bant boşluklarının 2.79 ile 3.13 eV arasında değiştiğini ve kırılma indisinin 2.39 eV civarında olduğunu göstermiştir. ZnO ince filmin elektriksel iletkenliği 1.5 10-7 (S/cm) olarak elde edilmiştir. Kobalt katkı miktarı %0'dan %6 arttıkça iletkenlik 1,5 ± 10-7'den 2,26 ± 10-10'a (S/cm) a düşmüştür.
Cu ve Co ortak katkılı ZnS ince filmlerinin yapısal, optik ve fotokatalitik özellikleri
Işıkla bazı materyallerin etkileşimi sonucu oluşan fotokataliz olayı ZnS ve katkılı ZnS ince filmlerde incelendi. Fotokatalizörün ışıkla etkileşimi boyunca fotokatalitik reaksiyonlar devam eder. Kullanımı çok yaygın olan çinko sülfür (ZnS), Co ve Cu ortak katkılı ZnS deneylerimizde kullanılmıştır. Bu çalışmada sol-jel yöntemiyle cam yüzeyde elde edilen ince filmlerin yapısal, optik ve fotokatalitik özellikleri, x-ışını kırınımı (XRD) analizi, enerji dağılımlı x-ışını spektrometresi (EDX) ve uv-vis fotospektometresi ölçümleriyle incelendi. Hazırlanan numunelerin fotokatalitik performansları araştırıldı. Elde edilen SEM ölçümlerine göre film kaplamaların yüzeye homojen olarak dağıldığı gözlemlendi. XRD spektrumundan elde edilen veriler filmlerin tek fazlı olduğunu gösterdi. Alınan optik ölçüm sonuçları, Co ve Cu katkı oranın artmasıyla beraber geçirgenliğin azaldığını fakat emilimin arttığını gösterdi. Fotokatalitik ölçümlerine göre ZnS fotokatalitik verimi %40 iken, %3 kobalt katkılı ZnS'nin %50 verime yükseldiği, %3 kobalt ve %3 bakır katkılı ZnS' nin veriminin ise %30 'a düştüğü gözlemlenmiştir. Katkılanan bakır miktarının artmasıyla yani %3 kobalt %5 bakır katkılı ZnS için fotokatalitik verim %10 seviyelerine kadar düşmüştür. Yapılan bu incelemelere göre bakır oranının artmasıyla beraber fotokatalitik etkide verimliliğin azaldığı anlaşılmıştır.
Atom numarası 40 ≤ Z ≤50 arasındaki elementlerin L tabakasına ait x- ışınları üzerine coster-kronig geçişlerin etkisi
Bu tez çalışmasında atom numarası 40≤Z≤50 arasındaki elementlerin L tabakasına ait X-ışını Flüoresans tesir kesitleri farklı uyarılma enerjilerine göre hesaplandı. Coster-Kronig geçişler (f12, f23 ve f13) ışımasız geçişlerdir. L X-ışını flüoresans tesir kesitlerine Coster-Kronig geçişlerin etkisinden dolayı Coster-Kronig şiddetlendirme faktörleri teorik olarak hesaplandı. Elde edilen değerler, diğer araştırmacıların teorik ve deneysel değerleri ile uyum içinde olduğu görüldü.
AB initio yöntemle AsPdSe kristalinin yapısal, elektronik, elastik, dinamik ve termodinamik özelliklerinin incelenmesi
Basit kübik yapıda bulunan AsPdSe kristalinin yapısal, elektronik, elastik, dinamik ve termodinamik özellikleri, yoğunluk fonksiyonel teorisine dayanan ABINIT bilgisayar programı kullanılarak incelenmiştir. AsPdSe kristalinin tüm bu fiziksel özellikleri hem genelleştirilmiş gradyent yaklaşımı(GGA) ve hem de yerel yoğunluk yaklaşımı(LDA) altında araştırılmıştır. İlk olarak AsPdSe krisrali için kesme enerjisi değeri ve k noktaları sayıları elde edilmiştir. Ardından elde edilen bu değerler kullanılarak hacim optimizasyonu yapılmış ve örgü parametrelerinin teorik değerleri bulunmuştur. Hesaplanan örgü parametreleri kullanılarak AsPdSe kristalinim elektronik bant yapısı ve durum yoğunluğu grafikleri elde edilmiştir. Buradan kristalin yasak bant aralığına sahip olmayıp, metalik özellik gösterdiği görülmüştür. Ardından Bulk modülü, Young modülü, Shear modülü, Debye sıcaklığı, esneklik katsayısı gibi özellikler hesaplanarak elastik özellikler incelenmiştir. Son olarak, dinamik ve termodinamik özellikleri incelenip hesaplamaları yapılmış ve elde edilen tüm sonuçlar çizelge ve grafiklerle verilmiştir. Literatürde bu kristal ile ilgili yoğunluk fonksiyoneli teorisine dayalı çalışma olmadığından dolayı elde edilen sonuçlar literatürle karşılaştırılamamıştır. Anahtar Kelimeler: ABINIT, AsPdSe, Dinamik özellikler, Durum yoğunlığu, Elastik özellikler, Elektronik özellikler, Termodinamik özellikler. Yoğunluk fonksiyoneli teorisi.
Atom numarası 22≤Z≤35 arasındaki bazı elementlerin ikincil kaynak kullanarak K-tabakası x-ışınları tesir kesit ve flüoresans verimlerinin ölçülmesi
Bu çalışmada, Am-241 radyoizotop nokta kaynağından yayımlanan 59.5keV'luk γ-ışınları, ikincil kaynağı uyarmak için kullanıldı. İkincil kaynaktan yayımlanan 11.372keV enerjideki karakteristik X-ışınları kullanılarak atom numarası 22≤Z≤35 arasında olan 23V, 24Cr, 26Fe, 27Co, 28Ni 31Ga ve 33As elementlerinin Kα, ve Kβ X-ışını Flüoresans tesir kesitleri ölçüldü. Numunelerin uyarılması sonucu K tabakalarından yayımlanan K X-ışınlarının sayılmasında rezolüsyonu 5,9 keV'ta 160 keV olan Si(Li) katı hal dedektörü kullanıldı. Elde edilen tesir kesitlerinden K tabakasına ait flüoresans verimleri yarı deneysel olarak tespit edildi. İkincil kaynak kullanmanın yararları gözlendi. Elde edilen değerler literatürdeki benzer çalışmalarla karşılaştırıldı.
Fabrication of organic-based photodiode and determination of its parameters for the optoelectronic applications
In this thesis, the organic based heterojunction devices were fabricated by depositing Brilliant Blue (BB) on n-Si wafer via spin coating method and evaporating Cu metal on the film with thermal evaporation technique. Electrical and photoelectrical property of fabricated devices have been investigated. Current-voltage measurements for Cu/n-Si/Au and Cu/BB/n-Si/Au were performed in the dark and at room temperature. The main electrical parameters of devices were determined using experimental and theoretical methods such as thermionic emission theory, Cheung and modified Norde functions, and obtained results were compared each other. The results show that inserting organic interlayer cause to enhance the electrical properties of the prepared devices such as better rectification behavior, higher barrier height and lower series resistance. Additionally, the frequency dependent capacitance-voltage measurement was carried out at room temperature for devices. It was noticed that the device cannot flow A.C signals at high frequencies, thus exhibit low capacitive property. Furthermore, the current-voltage measurements were carried out under various light illuminations in the range between 30-100 mW/cm2. The obtained results show that reverse bias photocurrent is strongly dependent on incident illumination power. The device also represents a high responsivity for incident light intensities. In addition, it was recognized that the device is capable to detect small amount of light intensity at low reverse voltages.
The investigation of the effect of metal type on the electrical properties of hybrid structure based on functional dye
In this thesis, the effect of phenol red an organic interlayer in a metal semiconductor diode with different metal top contact was studied using various methods. The performance of the diodes was evaluated by examining the current-voltage (I-V) and capacitance-voltage (C-V) measurements at room temperature using thermionic emission, Norde and Cheung-Cheung methods in calculation. The electrical parameters such as barrier height Фb, ideality factor n, and series resistance Rs were determined using the I-V measurements of the diodes. The effect of metal type (M=Ag, Cu, Ni, Pd, Sn) on the electronic parameters has been investigated and compared with each other. The obtained results show that all the devices with and without the organic interlayer have rectification behavior. The barrier height values of the devices increases with inserting the organic layer. The highest value of barrier height was 0.738 eV with the Sn metal and the lowest value was 0.600 eV with Ni metal were obtained by I-V measurements. C-V measurements were used to obtain electrical parameters of fabricated devices. This measurement showed that the organic thin film has been enhanced the electrical properties of the diodes, and these results were agreement with the results obtained from other methods. The obtained results showed that the electrical properties of devices are strongly dependent on the metal type, and presence of interfacial layer. Thus, the modification of these parameters, and increment of the device performance are possible, by using appropriate metal and the organic interfacial layer.
Calculation of photon interaction parameters of some biological tissue
In this thesis study, the mass attenuation coefficients of some biological tissues (adipose tissue, lung tissue, muscle tissue, skeletal cartilage, skeletal cortical tissue, skin tissue, soft tissue) were calculated using WinXCom code program for total photon interaction in 1 keV-100 GeV energy range. The values of mass attenuation coefficient (μρ) are measure of the photon's penetrationfor a substance at a given energy.Firstly,the values of the mass attenuation coefficient must be calculated to determine the effective atomic number and electron density of a material.Therefore, the mass attenuation coefficients (μρ) of these biological tissues were determined from the WinXCom code in the 1keV-100GeV energy range.Then effective atomic number andelectron density were determined using those values. In this study, graphs of mass attenuation coefficients, effective atomic number and the electron density were plotted against photon energy. The regions were detected that were dominated by photoelectric effect, incoherent scattering and pair production. The photoelectric effect was found to be dominant in the low energy range, incoherent scattering the center and pair production events in the higher energy range.For each of these three prevailing cases, the effective atomic number and electrondensities have been recalculated. Those parameters were plotted and analyzed against energy. Besides, an experimental study in lung tissue and skeleton was performed and compared with the theoretical value Key words: Effective atomic number (Zeff), Electron density (Nell), Mass attenuation coefficients (μρ).
CaNb2O6 bileşiğinin oda sıcaklığında elektronik ve optik özelliklerinin incelenmesi
Bu tez çalışmamızda, CaNb2O6 kristalinin oda sıcaklığında elektronik ve optik özellikleri Yoğunluk Fonksiyonel Teorisine dayanan WİEN2k hesaplama programını kullanılarak incelendik. CaNb2O6 kristalinin hacim optimizasyonu sonucunda, Wien2k programında bulunan 4 tane potansiyelden biri olan PBE-GGA en iyi sonucu vermiştir. Seçilen potansiyel kullanılarak CaNb2O6 kristalinin elektron yoğunluğu, bant yapısı, durum yoğunluğu (DOS) ve optik özellikleri hesaplandı. Elde edilen yasak enerji bant değeri CaNb2O6 kristalinin geniş aralıklı yarı iletken malzeme olduğunu göstermiştir.
Bakır oranı farklı konstantan üst kontaklı schottky diyotların geniş sıcaklık aralığında seebeck katsayısının ve elektrik özelliklerinin araştırılması
Konstantan (Cu%55Ni%45) alaşımındaki bakır yüzdesi değiştirilerek, elde edilen Schottky diyotların 300-700 oK sıcaklık bölgesinde Seebeck katsayısının ve bazı elektrik özelliklerinin araştırılmıştır. Üretilen diyotlara ısı uygulanarak Seebeck katsayıları, düz ve ters gerilim uygulanarak diyotlara ait temel elektriksel parametreler hesaplanmıştır. Bir aygıt olarak, sıcaklığı arttırılmış Schottky diyotun termoelektrik özellikleri incelenmiştir. Bakır oranı değiştirilerek, değişimin etkisi araştırılmıştır
Metal organik kafes yapı katkılı boya duyarlı güneş hücrelerinin (DSSCS) üretimi ve güneş pili parametrelerinin belirlenmesi
Bu tez çalışmasında, boya duyarlı güneş pillerin (DSSC) verimini iyileştirmek amacıyla kullanılan çeşitli fotoanot malzemelerinin performansını optik soğurma özellikleri, elektron yaşam ömrü, rekombinasyon direnci açısından incelenmiştir. Çalışmada, sentezlenen MOF yapılar (MOF-5, ZIF-67, MIL-101, nano-MIL-101), grafen oksit (GO) katkılı ve GO/MOF ortak katkılı fotoanot bileşenli DSSC aygıtların verimlilikleri incelenmiştir. Araştırmanın ilk kısmı optimizasyon çalışmalarında MOF solüsyonları ile DSSC1 sette TiO2 fotoanot yüzey modifikasyonu, toz MOF yapı katkılı pasta ile hazırlanan fotoanot bileşenli DSSC2 seti çalışılmıştır. Katkılamanın fotovoltaik parametrelere etkisi üç ayrı ışık kaynağı altına incelenmiştir. Çalışmanın devamında; fiziksel ve fotovoltaik karakteristikleri belirlemek için GO, MOF katkılı ve GO/MOF ortak katkılı filmler cam ve FTO alttaş üzerine 'Doktor Blade' metodu ile kaplanmıştır. Hazırlanan filmlerin, kristallografik özellikleri, moleküler bağ yapıları, yüzey karakteristikleri ve soğurma özellikleri sırasıyla XRD, FT-IR, FE-SEM ve UV-Vis ölçümleri yardımıyla incelenmiştir. XRD yardımıyla filmin polikristal TiO2 (anataz ve rutil fazda) yapıda olduğu kaydedilmiştir. Katkılı filmlerin optik bant aralığında daralma belirlenmiştir. Katkılı fotoanotlar için optik soğurma ve boya tutunma kapasitesi verimi etkileyen kritik faktörler olarak değerlendirilmiştir. Fiziksel özellikleri tanımlanan katkılı fotoanot bileşenli DSSC aygıtların fotovoltaik parametrelerini ve verimi (ɳ) belirlemek için güneş simülatörü altında (100 mW/cm2) akım-gerilim (I-V) ölçümleri alınmıştır. Pillerin rekombinasyon dinamiklerini araştırmak için elektriksel impedans spektroskopisi (EIS) ölçümleri alınmıştır. Elektron yaşam ömrü, rekombinasyon direnci, elektronların etkin bir şekilde iletime katılmasının pil verimini etkileyen önemli faktörler olduğu kaydedilmiştir. Araştırma sonuçları, GO, MOF katkılı ve GO/MOF ortak katkılı fotoanot bileşenli DSSC'lerin verimlerinin katkısız DSSC'nin veriminden daha yüksek olduğunu göstermiştir. Farklı katkılı fotoanotlar arasında nano-MIL-101 katkılı olan en yüksek verimi sağlamış, diğer katkılı fotoanotların bazı sınırlamalar gösterdiği tespit edilmiştir. Bunun nedeni, MOF yapılı molekülün hem elektronik geçiş olasılığını hem de gözenekli yapısı sayesinde duyarlaştırıcı boyanın tutunacağı yüzey alanını artırması olarak izah edilebilir. Bu bulgular, DSSC teknolojisinin performansını artırmak için malzeme seçimi ve tasarımı konusunda önemli bilgiler sunmaktadır.
Arayüzeyi alümina ve grafen karışımı Schottky diyotların elektrik değişkenlerinin araştırılması
Arayüzeyi [Alümina + GO] bileşimli (PdNi/Al2O3%100+GO%50/n-Si/AlMn) diyotundaki GO yüzdesi değiştirildi, referans diyotla birlikte elde edilecek en az üç adet Schottky diyotun oda sıcaklığında bazı elektrik özelliklerinin araştırılmıştır. Üretilen diyotlar karanlıkta, düz ve ters gerilim uygulanarak diyotlara ait temel elektriksel parametreler hesaplanmış. Diyotlar değişik ışık akılarında da incelenmiştir. Referans diyot değişkenlerine göre, alümina ve alümina+ grafen arayüzeyli diyotların elektrik parametrelerinin değiştiği belirgin olarak gözlenmiştir.
Boya duyarlı güneş pilleri (DSSC) yapısında farklı fotoanotların pil verimine etkisi
Dünyamızda artan nüfus ve gelişen teknoloji, enerji ihtiyacını da üstel olarak artırmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarına ihtiyaç zaruret noktasına ulaşmıştır. Yenilenebilir enerji kaynağı olarak güneş pilleri önemli bir araştırma alanıdır. Üçüncü nesil olarak adlandırılan boya duyarlı güneş pilleri (DSSC) organik güneş pillerindendir. DSSC yapısı fotoanot, boya, elektrolit ve fotokatot gibi ana materyallerden oluşmaktadır. Bu materyallerdeki küçük değişikler pil verimini önemli şekilde etkilemektedir. Bu çalışmada, TiO2, ZnO ve Sn2O2 üç farklı yarıiletken malzemeden fotoanot üretilmiştir. DSSC yapısında üç farklı fotoanotun güneş simulatörü altında akım-voltaj (I-V) ölçümleri yapılmıştır. I-V değerlerinden dolum çarpanı (FF) ve pil verimleri (ɳ) hesaplanmıştır. Sonuçlar üç farklı fotoanot açısından karşılaştırılmıştır
Yoğunluk fonksiyoneli teorisi ile xpao3 XPaO3 (X=Na, Rb ve Cs) kristallerinin fiziksel özelliklerinin incelenmesi
Bu tez çalışmasında NaPaO3, RbPaO3 ve CsPaO3 kübik kristallerinin yapısal, elektronik ve elastik özellikleri Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi altında ABINIT programı kullanılarak teorik olarak hesaplanmıştır. İlk olarak, bu kristallerin teorik örgü parametrelerinin bulunabilmesi için hacim optimizasyonu yapılmıştır. Hacim optimizasyonu hem Genelleştirilmiş Gradyent hem de Yerel Yoğunluk yaklaşımları altında hesaplanmıştır. Her iki yaklaşım altında elde edilen örgü parametreleri değerleri oldukça iyi sonuçlar vermiştir. Akabindeki tüm hesaplamalara Genelleştirilmiş Gradyent yaklaşımı altında elde edilen örgü parametreleri ile devam edilmiştir. Yapısal özellikler incelenirken ayrıca bu kristallere ait birim hücre şekilleri VESTA programı ile çizdirilmiştir. NaPaO3, RbPaO3 ve CsPaO3 kristallerinin elektronik özelliklerinin anlaşılması için tüm bu kristallere ait elektronik band grafikleri, toplam ve kısmi durum yoğunluğu grafikleri elde edilmiştir. Bu kristallerin yarı-iletken oldukları görülmüştür. Elastik özelliklerinin ortaya konulabilmesi için ilk olarak elastik sertlik katsayıları hesaplanmıştır. Ardından bu değerler kullanılarak Bulk, Kesme ve Young modülleri, Poisson oranı, esneklik katsayısı ve Debye sıcaklığı ifadeleri hesaplanmıştır. Bu kristallerin elastik yapıda oldukları ortaya konulmuştur.
Oksit ve nitrür katkılı yeni yüksek entropili kompozit malzemelerin nükleer radyasyon zırhlama özelliklerinin araştırılması
İyonize radyasyonun zararlı etkilerinden korunma yöntemlerinden biri olan radyasyon zırhlama, son yıllarda araştırmacıların dikkatini çeken bir alan haline gelmiştir. Etkili bir zırh malzemesi üretiminde, radyasyonun türü ve enerjisi dikkate alınmalıdır. X-ışınları ve gama ışınları yüksek yoğunluklu malzemelerle, nötronlar ise hidrojen içeriği yüksek hafif malzemelerle etkin biçimde zayıflatılabilmektedir. Bu tez kapsamında, Hf–Ti–Al–Cu–Ni ve Mo–Ti–Al–Cu–Ni esaslı iki farklı yüksek entropili alaşım üretilmiş; ayrıca bu alaşımlar farklı katkı oranlarında WO₃, Er₂O₃, Ta₂O₅, Bi₂O₃, TiN, ZrN, CrN ve BN bileşikleriyle takviye edilerek kompozit numuneler hazırlanmıştır. Üretilen numunelerin radyasyon zırhlama özellikleri, Baryum-133 radyoaktif kaynağından yayılan 81, 160, 276, 302, 356 ve 383 keV enerjili gama ışınları kullanılarak Ultra-Ge dedektörü ile deneysel olarak belirlenmiştir. Bu parametreler arasında kütle azaltma katsayısı (µ/ρ,(cm^2)/g), lineer azaltma katsayısı, yarı değer kalınlığı (Δ_0.5), etkin atom numarası (Z_eff ), elektron yoğunluğu (Nel) yer almaktadır. Aynı parametreler teorik olarak EpiXS programı kullanılarak hesaplandı. Elde edilen deneysel ve teorik sonuçlar karşılaştırıldı, ayrıca incelenen kompozit malzemelerin deneysel nötron zırhlama özellikleri ile teorik hızlı nötron azaltma tesir kesiti (ΣR) parametreleri hesaplanarak değerlendirildi. Ek olarak bu çalışmada üretilen malzemeler için buildup faktörleri (EBF ve EABF) EpiXS programı kullanılarak teorik olarak hesaplandı. Sonuç olarak, bu çalışma ile üretilen oksit ve nitrür katkılı yüksek entropili kompozit malzemeler, özellikle Bi₂O₃, WO₃ ve ZrN/BN takviyeli kompozitlerin hem gama ışınlarına hem de hızlı nötronlara karşı üstün zırhlama performansı sergilediği deneysel ve teorik olarak gösterilmiştir.
Yüksek yüzey alan-hacim oranlı malzemelerde adsorbat etkisiyle oluşan elektriksel kararsızlıklar
Yüksek yüzey alan-hacim oranlı malzemelerde, gerek p-tip yarı iletkenliğe gerekse de n-tip yarı iletkenliğe sahip olsun, ortam atmosferinde bulunan O2 ve H2O gibi atmosferik adsorbatların zamanla yüzey üzerinde adsorplanması, bu malzemelerde elektriksel kararsızlıklara neden olmaktadır. Dolayısıyla bu malzemelere dayalı nano-elektronik ya da nano-optoelektronik aygıtların geliştirilebilmesi için, elektriksel olarak kararlı olmaları beklenmektedir. Ancak, bu tür malzemelerin yüksek yüzey alan-hacim oranlı doğası buna izin vermemektedir. Bu tez çalışmasında, bu problemin giderilmesi amacıyla, bu malzemelerin yüzeylerinin SiO2 dielektrik malzemesi kaplanarak ortam atmosferinden yalıtılması önerilmiştir. Adsorbatların meydana getirdiği elektriksel kararsızlıkları detaylı bir şekilde incelemek için, önce aynı malzeme fakat iki farklı iletkenlik tipine sahip grafen örnekler (p-tip olarak CVD-grafen, n-tip olarak epitaksiyel grafen) için elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Daha sonra farklı malzemeler fakat aynı tip iletkenliğe sahip olan epitaksiyel grafen ve ZnO ince film örnekler karşılaştırılmıştır. Elde edilen deneysel sonuçlar ile genel olarak yüksek yüzey alan-hacim oranlı malzemeler için, adsorbatlar ile yüzey arasındaki etkileşimi açıklayan bir model sunulmuştur.
İnce film büyütülmesi için halojen alttaş ısıtıcısı geliştirilmesi
Bu tez çalışmasında, in-situ ince film üretim sistemlerinde kullanılabilecek ve reaktif gaz ortamında çalışabilecek yüksek performanslı bir alttaş ısıtıcısı geliştirilmiştir. YBCO ince film üretiminin, genel olarak ince film üretimi için kullanılan parametrelere kıyasla daha agresif koşullar gerektirmesi nedeniyle, YBCO ince filmler bu ısıtıcının hedef malzemesi olarak seçilmiştir. Bu kapsamda, öncelikli olarak ticari alttaş ısıtıcıları incelenmiş, bu ısıtıcılarının süperiletken YBCO ince filmler gibi zorlu üretim parametreleri gerektiren in-situ ince film büyütülmesi süreçlerindeki problemleri belirlenmiş ve bu problemlere çözümler sunulmuştur. Üretilebilirlik ve üretim maliyetleri de göz önünde bulundurularak, halojen ışık kaynaklı, kompakt, uzun ömürlü ve yüksek performanslı bir alttaş ısıtıcısı tasarlanmış ve üretilmiştir. Üretilen alttaş ısıtıcısı hava atmosferinde, ultra-yüksek vakumda, Argon ve Oksijen gazları akışında, Oksijen atmosferinde ve YBCO ince film büyütülmesi sürecinde test edilmiştir. Test sonuçlarından elde edilen veriler ışığında, bu tez çalışması kapsamında geliştirilen alttaş ısıtıcısının ultra-yüksek vakum ve oksijen uyumlu, herhangi bir parçacık salınımı yapmayan, uzun ömürlü, kontrollü ısıtılıp soğutulabilen ve istenilen sıcaklıklarda istikrarlı olarak çalışmaya elverişli bir sistem olduğu gösterilmiştir. Sonuç olarak; bu tez çalışmasında geliştirilen halojen alttaş ısıtıcısının, süperiletken YBCO ince filmler dahil yüksek sıcaklık ve yüksek performans gerektiren tüm oksit kristal ince film üretim süreçlerinde güvenle kullanılabilir, profesyonel bir sistem elemanı olduğu gösterilmiştir.
Hidrokinon molekülünün katkılı ve katkısız fullerenlerle etkileşiminin kuantum mekaniksel yöntemlerle incelenmesi
Hidrokinon (HK) molekülü antioksidan özellik gösteren ve bir çok alanda kullanılan indirgeme ajanıdır. Katkılı ve katkısız fullerenler ile etkileşim özellikle ilaç taşınımı ve sensör uygulamaları bakımından gelecek vaat eden yapılar arasındadır. Bu tezde hidrokinon molekülünün katkısız ve bor veya silisyum katkılı fullerenlerle etkileşimi yoğunluk fonksiyonel teorisi (YFT) ile incelenmiştir. Ele alınan sistemlerin yapısal özellikleri ve bağlanma ya da tutunma enerjilerinin yanı sıra, elektronik ve çizgisel olmayan optik özellikleri de hesaplanmıştır. Moleküler yapılar infrared (IR) ve nükleer manyetik rezonans (NMR) spektroskopileri ile de incelenmiştir. Etkileşimlerdeki hidrokinon molekülünün konformasyonunun tüm incelenen bu özelliklere olan etkisi de ele alınmıştır. Tüm veriler ilaç taşınımı ve sensör uygulamaları bakımından değerlendirilmiştir. Sonuçlar bağlanma enerjileri ve konformasyonun çözücüye bağlı olduğunu göstermektedir. Katkı atomu ise bağlanma enerjilerini, optik, elektronik ve spektroskopik özelliklerini etkilemektedir. Katkılı fullerenler hidrokinonun vücutta kontrollü taşınımı konusunda aday olarak gösterilebilirler. Gaz fazında katkısız, su fazında ise bor katkılı fullerenler sensör uygulamaları için uygundur. Anahtar sözcükler: Hidrokinon, Fulleren, Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi, İlaç Taşınımı, Sensör
Nükleer bozunmaların kesirsel matematik yöntemlerle incelenmesi
Bu çalışmada, Caputo kesirsel türevi ile yeniden tanımlanan nükleer bozunma denklemi kullanılarak 14C, 14C, 24Ne, 28Mg, 25Ne ve 28Mg küme (cluster) bozunması yapan 222, 224, 226Ra, 223, 225Ac, 232, 234, 235U, 236, 238Pu, 233, 235U ve 234, 236U izotoplarının yarı-ömür değerleri hesaplanmıştır. Hesaplamalar yapılırken keyfi bir parametre kullanılmamıştır. Standart matematik kullanılarak elde edilen yarı-ömür değerleri ile deneysel yarı-ömür değerleri arasındaki uyumsuzluk kesirsel matematik kullanılarak ortadan kaldırılmıştır. α kesirsel türev mertebesi ile nükleer yapı arasındaki ilişki incelenmiştir.
Kanser tedavisinde önemli bir ajan olan Curcumin'in model membranlarla etkileşimlerinin spektroskopik ve kalorimetrik tekniklerle incelenmesi
Curcumin (diferuloylmethane) (CUR), Curcuma longa (zerdeçal) bitkisinin köksapından çıkarılan ve antibiyotik, antiviral, antifungal ve antienflamatuar özelliklerin yanı sıra antikanser etkilere sahip olan önemli bir ajandır. Bu tez çalışması kapsamında moleküler düzeyde model membranlarla Curcumin arasındaki etkileşimlerin incelenmesi amaçlanmıştır. Biyolojik membranların karmaşık yapısı nedeniyle onlara alternatif olarak bileşen ve konsantrasyonunu değiştirebildiğimiz model membranlar ile çalışılmıştır. Biyolojik membranlarda en sık görülen fosfolipitlerden olan Dipalmitoilfosfatidil (DPPC) ile biyolojik membranların en önemli bir diğer bileşeni olan kolesterol (CHOL) kullanılarak çok katmanlı vezikül (MLV) formunda model membranlar hazırlanmıştır. Curcumin' in varlığının, ikili (DPPC+CUR) ve (DPPC/CHOL+CUR) üçlü sistemler olarak ayırdığımız lipit çift tabakalar üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Kolesterol miktarı, lipit:kolesterol oranı 0,11-0,33 arasında canlılarda bulunan orana uygun olacak şekilde (DPPC:CHOL için 7:1 oranında) sabit tutulmuştur. Farklı konsantrasyonlarda Curcumin' in model membranlar üzerindeki etkisi her iki sistem üzerinde, Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC) ve Fourier Dönüşüm Infrared (FTIR) spektroskopisi teknikleri ile araştırılmıştır. DSC' den elde edilen sonuçlar ajanın ve ajanla beraber kolesterolün kullanılmasının hem ikili hem de üçlü sistemde öngeçiş sıcaklığının kaybolmasına neden olduğu göstermiştir. Her iki sistemde de farklı konsantrasyonlarda Curcumin' in varlığı, esas faz geçiş sıcaklık (Tm) ve entalpi (ΔH) değerlerinde düşüş meydana getirirken yarı yükseklikteki genişlikte (ΔT1/2) artış meydana getirmiştir. FTIR' dan elde edilen sonuçlar ise curcumin ve onunla beraber kolesterolün varlığının iki sistemde de jel fazda model membranların düzenini azaltırken, sıvı kristal fazda arttırdığını bunun yanı sıra her iki fazda da akışkanlığın artmasına neden olduğunu göstermiştir. C=O gerilme bandlarının analizi ile, her iki sistemde her iki fazda da dalga sayılarında artma görülmüştür. PO2 gerilme bandlarının analizi ile, ikili sistemde %24 mol curcumin için dalga sayılarında artma, diğer konsantrasyonlarda ise dalga sayılarında azalma meydana gelmiştir. Üçlü sistemde her iki fazda da tüm konsantrasyonlarda dalga sayılarında artma görülmüştür. Tüm kalorimetrik ve spektroskopik sonuçlar değerlendirdiğinde Curcumin' in lipitlerle bir bütün olarak etkileşime girdiği gözlenmiştir. Yapılan bu tez çalışmasının günümüzde hala ölümcül bir hastalık olan kanser ve onun tedavisinde önemli bir ajan olan Curcumin' in etkileşimlerinin moleküler düzeyde araştırılmasının klinik çalışmalara ışık tutması umulmaktadır.
Sodyum dodesil sülfat (SDS) + su liyotropik sıvı kristal sistemde polyvinylpyrrolidone (PVP) polimerinin etkisinin incelenmesi
Bu çalışmada seçilen amfifilik bir molekül olan sodyum dodesil sülfat (SDS) ve sudan oluşan liyotropik sıvı kristal sistemine, suda çözülebilen bir polimer olan Polyvinylpyrrolidone (PVP) farklı oranlarda eklenerek, sıvı kristal fazlar üzerineki etkisi araştırılmıştır. SDS + su ikili sistemi sabit tutularak, PVP polimeri konsantrasyonu değiştirilerek üçlü sisteme geçişte ara faz oluşumları incelenmiştir. Oluşan üçlü sistemde PVP polimerinin etkisiyle meydana gelen değişimler polarize mikroskop ile incelenerek tekstür yapıları araştırılmıştır. Ayrıca optiksel özellik olan çift kırılma indisi seçilen genişlik aralığında incelenmiştir. Böylece sıvı kristal sisteminde, polimer konsantrasyonun çift kırılma indisi üzerindeki etkileri gözlemlenmiştir.
Doğal ve yapay zaman serilerinde karmaşıklık ve zaman serisi analizi
Bu tezde, eşit zaman aralığında örneklemeye sahip olmayan karmaşık yapıdaki doğal sistemlerin analizlerini gerçekleştirebilmek adına iki yöntem li- teratüre kazandırılmıştır. Bu yöntemler kullanılarak yapılan yineleme grafiği analizleri ile paleoiklim verilerinin analizleri gerçekleştirilerek geçmişte mey- dana gelen sıra dışı iklim olayları tespit edilmeye çalışılmıştır. Tezin ilk kısmında ortaya atılan metrik uzaklık yaklaşımı ile Çin'de yer alan Dayu Mağarası'ndan elde edilen oksijen izotop oranlarının yineleme grafiği analizleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizler sonucunda literatürde var olan sıra dışı iklim olayları istatistiksel olarak doğrulanmış ve yeni sıra dışı olayların varlığı ortaya atılmıştır. Tezin ikinci kısmında yer alan Dönüşüm Maliyet Zaman Serisi yöntemi, eşit zaman aralığına sahip olmayan zaman serilerini, eşit zaman aralıklı hale getirmektedir. Bu yöntem kullanılarak Endonezya'da bulunan Secret Mağa- rası'ndan elde edilen oksijen izotop oranlarının yineleme grafiği analizleri ger- çekleştirilmiştir. Analiz sonucunda literatürde bulunan olaylar istatistiksel ola- rak tespit edilmiş ve yeni olaylar öngörülmüştür. Diğer bir çalışmada ise aynı analizler Avustralya'da yer alan KNI-51 ve Çin'de yer alan Dongge mağaraları için tekrarlanmıştır. Bu iki bölge için literatürde yer alan olaylar %90 oranında tespit edilmiştir. Ayrıca Kuzey yarım küreden elde edilen ve solar aktivite ile ilgili olan karbon izotop oranları ile söz konusu iki bölgenin determinizm ni- celiği sonuçlarının arasında yapılan çapraz korelasyon hesabı sonucunda, iki bölgenin muson rejimlerinin anti faza sahip olduğu ve güneşin pozisyonunun buna sebep olduğu ortaya konmuştur.
Kolesterol ve kolesterol analoglarının lipit membranlar üzerine etkilerinin spektroskopik ve kalorimetrik tekniklerle incelenmesi
Steroller, biyolojik membranların ortak bileşenidir ve membranların hem fiziksel hem de fonksiyonel özelliklerini etkiler. Başta kolesterol ve kolesterol analogları olmak üzere sterollerin, fosfolipitler ve sfingolipitler ile etkileşimleri biyolojik membranların yapısal ve dinamik özellikleri için de önemlidir. Biyolojik membranlar oldukça kompleks bir yapıya sahip oldukları için bileşenlerinin sayısını ve konsantrasyonlarını değiştirebildiğimiz model membranlarla çalışmak, biyolojik membranlardaki olayları açıklamada önem kazanır. Bu çalışmada, kolesterol ve analoglarının fosfolipitlerden ve sfingolipitlerden oluşan model membranlarla fiziksel etkileşmeleri yani membran faz geçişi, membran düzeni ve membran dinamiği üzerindeki etkileri ve bu sterollerin model membranlara katılmasıyla meydana gelen termal değişimler sıcaklığa ve konsantrasyona bağlı olarak, FTIR ve DSC teknikleri kullanılarak incelenmiştir. Yaptığımız bu çalışma biyolojik membranlara model olarak kullanılan fosfolipit ve sfingolipit membranların birbirleriyle ve farklı moleküllerle etkileşmelerinin moleküler temelini anlamada deneysel çalışmaları destekleyici ve yol gösterici olarak büyük önem kazanmıştır. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar, çeşitli hastalıkların tedavisinde ve hastalıklardan korunmak amacıyla kullanılan kolesterol ve kolesterol analogları gibi sterollerin, gerçek sistemdeki etki mekanizmasını daha iyi anlamamıza yardımcı olmuştur.
Termal Buharlaştırma Yöntemiyle Üretilen ZnO İnce Filmlerin Karakterizasyonu
Yarıiletken malzemeler son yıllarda elektronik, optoelektronik ve sensör gibi uygulamalar için önemli hale gelmiştir. ZnO, geniş bir bant aralığına (3.37 eV) ve yüksek eksiton bağlanma (60 meV) enerjisine sahiptir. ZnO ucuz, toksik olmayan, doğada bol miktarda bulunan ve ışığı geçirebilen bir yarıiletkendir. ZnO' un bu avantajları ince film transistörlerde, LED aygıtlarında ve fotodetektörler gibi uygulama alanlarındaki araştırmalar için onu önemli hale getirmektedir. Bu tez çalışmasının amacı, termal buharlaştırma yöntemi ile farklı kalınlık tavlama sıcaklığı ve taşıyıcılar kullanarak ZnO ince film üretilmesi ve bu filmlerin yapısal, optiksel, elektriksel özelliklerinin derinlemesine incelenmesidir. Bu tez çalışmasında örneklerin SEM, XRD, AFM, UV görünür bölge spektroskopisi ve elektriksel analizleri yapılmıştır. Film karakterizasyon aşaması ve büyüme koşulları arasında bir geri bildirim kullanarak, ZnO filmlerinin özelliklerinin farklı uygulamalar için kolayca değiştirilebilmesini sağlamaktadır. Bu çalışmanın sonucunda 300 ˚C ve 400˚C' de 2 saat boyunca tavlanmış olan 150 nm kalınlıktaki cam taşıyıcı üzerinde biriktirilen ZnO ve Si taşıyıcı (ZnO/Si) üzerinde biriktirilen 300˚C ve 400˚C' de 2 saat boyunca tavlanmış olan 300 nm kalınlıktaki örneklerde en iyi fiziksel özelliklere sahip ZnO fazları elde edilmiştir. Ayrıca her iki alt taşıyıcı(cam ve Si) üzerinde biriktirilen ZnO ince filmlerde gözlenmiş olan nanoçubuk ve nanotel şeklindeki yapılar optoelektronik ve sensör uygulamaları için ideal özelliktedir.
Farklı tip radyasyon dedektörlerinden oluşan spektrometrelerin ayırma gücü değerlerinin incelenmesi ve Monte Carlo (MC) simülasyonlarının yapılması
Üniversitemiz Fizik Anabilim Dalı Nükleer Fizik Bilim Dalı'nda gerçekleştirilen bu doktora tezinde, farklı tipteki sintilasyon dedektörleriyle oluşturulan spektrometrelerin enerji ayırma gücü (çözünürlük) değerleri deneysel ve teorik olarak incelenmiştir. Teorik işlemler FLUKA Monte Carlo (MC) programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla, spektrometreyi oluşturan dedektörlerin deneysel yöntemlere uygun olarak MC simülasyonları yapılmıştır. MC programının deneysel sisteme en uygun şekilde düzenlenmesi sonucunda elde edilen teorik bulguların deneysel sonuçlar ile oldukça yüksek benzerlik gösterdiği tespit edilmiştir. Bu bakımdan bu tez çalışmasının benzer kategorideki diğer çalışmalara rehberlik edeceğine inanılmaktadır.
Manyetik alan altında liyotropik nematik ara fazların çift kırıcılıklarının incelenmesi
Bu çalışmada, katyonik surfaktan olan tetradesiltrimetilamonyum bromid (TTAB) ve setiltrimetilamonyum bromid (CTAB) kullanılmıştır. TTAB+alkol+su ve CTAB+alkol+su üçlü sistemlerinden elde edilen nematik ara fazları polarize mikroskop ile tayin edilmiştir. Manyetik alan altında zamana bağlı olarak değişen tekstür görüntüleri, yönelimsel değişimleri ve çift kırılma indisi incelenmiştir. Zincir uzunluğu farkı ve manyetik alan gibi etkenlerin çift kırılma üzerine etkisi araştırılmıştır. Böylece liyotropik ara fazların dış etkenlere karşı duyarlı olduğu ve optiksel özelliklerinin değişebileceği gözlemlenmiştir.
ZnO tabanlı transparan ince film transistör tasarımı ve üretimi
Bu tez çalışmasında oda sıcaklığında ZnO tabanlı transparan ince film transistörlerin (TTFT) tasarımı ve üretimi gerçekleştirilerek, bu transistörlere ait optik ve elektriksel özellikler incelenmiştir. Üretilen TTFT yapısında kanal yarıiletkeni olarak ZnO, drain-source elektrodu olarak ITO, gate elektrodu olarak AZO ve gate dielektriği olarak ise SiO2 materyalleri kullanılmıştır. Tüm yapıya ait görünür bölgedeki ortalama optik geçirgenlik değeri % 84' tür. Eşik voltajı değeri VT 1.3 V ve alan etkili mobilite (µFE) değeri 8 cm2/V.s, on/off oranı 7x103 olarak hesaplanmış ve elde edilen maksimum ID akımı ise ~125 uA olarak ölçülmüştür. Bu tez çalışmasından elde edilen teorik ve deneysel bilgiler, ileride transparan ve esnek ekranlar için üretilmesi planlanan TFT' lerin altyapısını oluşturmuştur.
Kuantum mekaniğinde lokalite problemi
Bu yüksek lisans tez çalışmasında, kuantum mekaniğinin temellerindeki soru işaretleri olan; formülasyonun tam olmama ve lokalite problemi üzerinde durulmuştur. Problemin kaynağı olan EPR makalesi tanıtılıp, problemin çözümü için ortaya atılan saklı parametre teorileri açısından değerlendirilmiştir. Bell tarafından gerçekleştirilen çalışmalarla birlikte kuantum mekaniği formülasyonun tamamlanmış bir teoriye ait kıstasları sağlasa bile, lokal özelliğe sahip olamayacağı gerçeği açıklanmıştır. Görelilik teorisi fiziksel etkileşimlerin belli bir hızla gerçekleşeceğini savunurken kuantum mekaniği bu durumun tersi görüngülerle karşımıza çıkmaktadır. Bu problemin irdelenmesi, fizik biliminin iki önemli teorisini karşı karşıya getirmesi açısından büyük öneme sahiptir. Problemin çözümü için atılacak adımlar her iki teoriyi de kapsayan daha genel bir teorinin varlığına işaret edebilir.
Nikiforov-Uvarov yöntemiyle matematiksel fiziğin bazı denklemlerinin çözümlerinin incelenmesi
Bu tez çalışmasında ikinci dereceden lineer diferansiyel denklemleri çözmek için kullanılan analitik yöntemlerden biri olan Nikiforov-Uvarov (NU) yöntemi çalışıldı. Bu yöntem ile fizikçilerin birçok alanda karşılaştığı Heun denkleminin özel bir çözümü elde edildi. NU yönteminin temeli, çözülecek diferansiyel denklemin genelleştirilmiş bir denkleme indirgenebilmesine dayanır ve en genel ifade ile bu yöntemle en fazla üç tane tekil noktaya sahip olan diferansiyel denklemler çözülebilir. Bu çözülebilir denklemlerin kapsamını genişletmek amacıyla NU yönteminin genişletilmiş bir formu türetildi. Elde edilen bu yöntem ile Heun denklemi ve üç önemli konfluent formunun özdeğer ve özfonksiyon çözümleri analitik olarak elde edildi. Fiziksel bir sistemin özdurumlarını veren Schrödinger denklemi belirli potansiyel fonksiyonları için NU yöntemi ile analitik olarak çözülebilmektedir. Tezin kalan kısmında NU yönteminin tam sayı matematiğindeki başarısının kesirsel matematikte de geçerli olup olmadığı araştırıldı. Bunun için "konformal kesirsel türev" tanımı kullanılarak NU yönteminin kesirsel formu türetildi. Elde edilen yöntemin doğruluğunu göstermek için sonuçları tam sayı matematiğindeki bilinen sonuçlara indirgenebilen üç farklı fiziksel problem incelendi.
1-asetilpiperazin molekülünün titreşim spektroskopisi ile deneysel ve teorik olarak incelenmesi
1-asetilpiperazin (1-ap) molekülünün titreşim spektrumları deneysel olarak kaydedilmiştir. Yoğunluk fonksiyonel teorisi (YFT) hibrit B3LYP yöntemi ile 6-31++G(d,p) baz seti kullanılarak 1-ap (C6H12N2O) molekülünün konformasyon analizi, yapısal parametreleri, titreşim frekansları, işaretlemeleri, potansiyel enerji dağılımları (PED) ve spektrumları, bazı termodinamik özellikleri ve moleküler sınır orbitalleri kuramsal olarak incelenmektedir. Hesaplamalar 1-ap molekülünün altı konformasyonu için hem gaz fazında hem çözücü içinde varsayılarak yapılmıştır. Çözücü etkisi için apolar çözücü olarak benzen ve polar çözücü olarak metanol ele alınmıştır. Konformasyon analizi potansiyel enerji yüzey (PEY) taraması yapılarak desteklenmiştir. Deneysel ve kuramsal elde edilen sonuçların uyum içinde olduğu, uygulanan kuantum mekaniksel hesaplamaların titreşim frekansları için iyi ve yeterli düzeyde olduğu, sterik etkiden dolayı molekülün ekvatoral sübstitüentlerle normal sandalye konformasyonunu tercih etmediği ve konformasyonun çözücüden bağımsız iken titreşim frekanslarının, işaretlemelerinin ve şiddetlerinin çözücüye bağlı olduğu görülmüştür. Bu çalışmanın bulguları ileride yapılacak piperazin veya türevlerinin konformasyonları ile ilgili çalışmalar için faydalı olacaktır. Anahtar Kelimeler: 1-asetilpiperazin, Titreşim Spektrumu, YFT, B3LYP, PED, PEY.
Matematiksel fizikte bazı diferensiyel denklemlerin kesirsel matematikle çözümlerinin incelenmesi
Doğada ve beşeri yaşamda stokhastik olarak gelişen birçok karmaşık sistem bulunmaktadır. Bu tez çalışmasında, karmaşık fiziksel sistemlerin dinamiğini tasvir etmekte standart matematiksel fiziğin yetersizliği gösterilmekte ve stokhastik sistemleri gerçeğe yakın tasvir eden kesirsel matematiğin önemi açıklanmaktadır. Ancak görülüyor ki, kesirsel matematik, matematiksel tanımlardan öteye geçememektedir. Kesirsel matematiğin karmaşık sistemleri tasvir etmekte başarılı olmasının temelinde yatan fiziksel mekanizmayı açığa çıkarmak amacıyla, sistemin, kümülatif olarak gelişimini hesaba katan Fibonacci yaklaşımından hareketle kümülatif yöntem geliştirilmektedir. Buradan hareketle, fraktal bir uzayda, bellek etkileri ile gelişen karmaşık süreçlerin, kesirsel matematikle paralel olarak kümülatif yöntemle de ele alınabileceği gösterilmektedir. Kümülatif yöntemde karmaşık fiziksel sistemin geliştiği çevrenin fiziksel özelliği $\alpha$ parametresi ile girdirilmektedir. Bizim formülasyonumuza göre, fiziksel sistemlerin gelişimi, kümülatif yöntemin operatör tekniği ile ele alınmaktadır. Bizim yaklaşımımızda, operatör kuvveti olarak ortaya çıkan $\alpha$ parametresi, kesirsel matematiğin differintegral mertebesine karşılık gelmektedir ve $\alpha$ parametresi fiziksel sistemin çevresi ile olan etkileşmesinin bir ölçüsü olarak ele alınmaktadır. Söz konusu yöntemlerin uygulanması amacıyla, Brown hareketleri, nüfus dinamiği, canlıların yaşam ve ölüm olasılıklarının araştırılması kümülatif yaklaşımla ve kesirsel matematik çerçevesinde de ele alınmaktadır. Çevrenin, canlı nüfus dinamiğine, bireyin yaşam ve ölüm olasılıklarına etkisi çizilen grafikler üzerinde $\alpha$'ya bağlı olarak gösterilmektedir.
Model membranların moleküler simülasyonu
Tüm canlı hücrelerde bulunan biyolojik membranlar yaşamın devamını sağlayan hayati yapılar olmakla birlikte canlı yapıların canlı kalabilmelerini sağlayan etmenlerden biridir. Hücrelerin dış sınırları ile hücre içi organelleri ayıran bariyer görevi yapan ince tabakalardır. Bu nedenle bu yapıların fonksiyonlarının belirlenmesi oldukça önemlidir. Model membran sistemlerinde sıcaklığın ve sisteme dahil edilen ilaç-aktif madde miktarının membran sisteminin özelliklerini ve davranışını değiştirdiği bilinmektedir. Tüm bu nedenlerle bu çalışmada amacımız dipalmitol fosfatidilkolin (DPPC) moleküllerinden oluşan membran sistemi oluşturmak ve su içerisinde farklı sıcaklıklarda enerji minimizasyonu gerçekleştirmektir. Bu amaç doğrultusunda önce tek bir DPPC molekülü ele alınarak yapısı yoğunluk fonksiyonel teorisi yöntemlerinden B3LYP/6-31G(d) ile gaz fazında ve su ortamında, Gaussian programı kullanılarak incelenmiştir. Molekülün geometrik parametreleri, titreşim frekansları ve elektriksel bant aralığı gibi özelliklerin yanında, çözücü etkisi de değerlendirilmiştir. Daha sonra yetmiş iki DPPC molekülünden oluşan çift katmanlı yapı su ortamına yerleştirilip moleküler dinamik yöntemler kullanılarak NAMD programı ile ele alınmıştır. Lipit başına düşen alan ve membran kalınlığı gibi çift katmana ait özellikler hesaplanmış ve literatürdeki değerlerle karşılaştırılmıştır. Gerçek biyolojik membranların yapılarının kompleks olması sebebiyle bir veya daha fazla lipit türünden meydana gelen model membranlar üzerinde araştırma yapmak, bu yapılar hakkında fiziksel bilgiler elde etmede, hastalıkların sebebini bulmada ve tedavide ilaç-lipit etkileşim mekanizmasını anlamada yeni ufuklar açabilir.
B vitamini ve türevlerinin model membranlar ile etkileşimlerinin spektroskopik ve kalorimetrik teknikler ile incelenmesi
Biyolojik membranlar tüm yaşayan hücrelerde bulunan kompleks ve dinamik sistemlerdir. Biyolojik membranların temel yapı birimini oluşturan fosfolipitler ve vücudumuzun karbohidrat, lipit ve proteini kullanmasını ko-enzim rolleriyle sağlayan vitaminler arasındaki ilişkiyi anlamak oldukça önemlidir. Biyolojik membranlar oldukça karmaşık yapılar olduğundan bileşenlerini değiştirebildiğimiz basitleştirilmiş model membran sistemleri kullanılmaktadır. Bu çalışmada amacımız, B kompleks vitaminlerinin biyolojik membranlarla etkileşimini, model membranlar kullanarak anlamaya çalışmaktır. B vitaminleri ile model membranların fiziksel etkileşmesi yani membran faz geçişi, membran düzeni ve membran dinamiği üzerindeki etkisi, ayrıca B vitaminlerinin model membranlara katılmasıyla meydana gelen termal değişimler sıcaklığa ve konsantrasyona bağlı olarak incelenmiştir. Çalışmalar sırasında Fourier Transform Infrared (FTIR) ve Differential Scanning Calorimetry (DSC) teknikleri kullanılarak spektroskopik ve kalorimetrik ölçümler yapılmıştır. Bu çalışma sayesinde, B vitaminlerinin membran üzerindeki etkileri moleküler düzeyde saptanacaktır. Ayrıca fosfolipitler ve B vitamini gibi organik bileşiklerin insanlar üzerindeki fizyolojik etkileri hakkında bilgi sahibi olmamıza yardımcı olacaktır.
Korunumlu olmayan mekanik sistemlerin kesirli matematik kullanılarak tanımlanması ve bazı problemlere uygulanması
Doğanın tasvirini Newton tarafından geliştirilen yaklaşımın aksine varyasyonlar hesabı kullanarak yapmak pek çok açıdan daha avantajlıdır. Ancak fiziksel dünyadaki pek çok süreç korunumsuz olmasına rağmen standart matematik kullanılarak elde edilen Euler-Lagrange denklemini korunumsuz sistemlere direk olarak uygulamak mümkün değildir. Kesirli matematik kullanarak Euler-Lagrange denklemlerinin kapsamını korunumsuz sistemleri de kapsayacak şekilde genelleştirmek mümkündür. Geliştirilen bu metot ile standat matematiğin aksine hafıza etkisi ihmal edilmez. Bu çalışmada kesirli matematik kullanarak elde edilen Euler-Lagrange denklemleri kesirli türev mertebesinin bire eşit olduğu durumlarda standart denklemlere dönüşmektedir. Ayrıca kesirli Euler-Lagrange denklemi ile elde edilen sonuçlar da standart denklem ile elde edilen sonuçları genellemektedir yine kesirli türev mertebesinin bire eşit olduğu durumlarda standart sonucu vermektedir. Bu bağlamda kesirli harmonik salınıcı problemi ele alınmakta, çözümleri irdelenmekte ve elde olunan sonuçların standart sonuçları genellediği gösterilmektedir
Bazı kaotik sistemlerin matematiksel fizikle incelenmesi
Bu çalışmada, fiziksel ve sosyal karmaşık ağ sistemlerinin incelenmesi ele alınmaktadır. Karmaşık ağ sistemlerinin gelişimi fraktal bir yapıda Markoviyen olmayan bir süreçle gerçekleşmektedir. Gerçek ağ sistemlerinin davranışlarında ağ sistemlerini oluşturan elemanların karşılıklı etkileşmeleri önemli rol oynamaktadır. Bu itibarla standart dağılımlar karmaşık ağ sistemlerini ele almakta yetersiz kalmaktadırlar. Karmaşık ağ sistemlerinde üstel dağılımlar yerine kuvvet dağılımlarının öne çıktığı gözlenmektedir. Bu çalışmada, random Erdös-Renyi modeli, ölçekten bağımsız bir ağ modeli olan Barabasi-Albert modeli, deterministik ve ölçekten bağımsız ağ modelleri ve Kuramoto modeli verilmektedir. Yoğun maddede sistemi oluşturan parçacıkların kollektif davranışlarının belli bir kritik sıcaklıkta faz geçişine uğraması ile ağ sistemlerinin içindeki bağlantı sayısının belli bir kritik değerinde görülen topolojik davranışlarındaki değişiklik bir paralellik sergilemektedir. Bu benzerlikten hareketle yoğun maddede sıcaklık değişimi ile ortaya çıkan ikinci tür faz geçişlerini ağ sistemlerinin bağlantı sayılarının artması ile ortaya topolojik davranışlarına paralel olarak incelemek mümkündür. Ağ sistemlerinin gelişimini temelinde yatan ilkelerin belirlenmesi ile ağ sistemlerini modellemenin, davranışlarını tayin etmenin, kontrol altında tutmanın mümkün olacağı sonucuna ulaşılmaktadır.
Infrared sensör teknolojisiyle CO2 seviye ölçümü ve uygulamaları
Bu çalışmada, ortamdaki CO2 seviyesinin infrared sensör (NDIR) teknolojisiyle ölçülmesi sayesinde, özellikle eğitim çalışmalarının yapıldığı okullar, üniversiteler vb. eğitim kurumlarındaki sınıflarda solunumun sebep olduğu eğitim zafiyetlerinin giderilmesi amaçlanmıştır. ASHRAE standartları kapsamında, ortamdaki CO2 seviyesinin belli limitlerin üzerine çıkması durumunda kişide uyku, konsantrasyon bozukluğu gibi belirtiler açığa çıkmakta, bu da verilen eğitimin kalitesini düşürmektedir. Sınıf ortamında CO2 seviyesinin kesintisiz bir şekilde ölçülmesi, ölçülen değerlere göre havalandırma kriterlerinin belirlenmesi ve bu kriterlere göre havalandırma sisteminin otomatik ya da manuel olarak kontrol altına alınmasıyla, ortamdaki CO2 tahliye edilip temiz hava girişi sağlanmalıdır. CO2 verileri, Arduino mikro denetleyici platformu sayesinde akıllı tahtalardan, cihazın ekranından, Wi-Fi ile Android telefon ve tabletlerden izlenecek, böylece gerekli müdahale için uyarı altyapısı desteklenecektir.
Ökaryot model organizmalarda sentromer fonksiyonu genetik düzenleyici dinamik ve mutasyonel sağlamlık analizi
Bu tezde Boole tipi gen düzenleyici ağların matematiksel modeli kullanılarak, Saccharomyces cerevisiae model organizmasının hücre döngüsü içerisinde aktif görevler alan Sentromer bölgesi genlerinin düzenleyici dinamiği incelenmiştir. Biyolojik veritabanlarından model organizmanın ilgili genlerini içeren gen düzenleyici ağ kurulmuş ve tüm olası hücre fenotipleri gen düzenlenmesine tabi tutularak sistemin çekicileri elde edilmiştir. Çekicilerdeki gen ifadelerinin hücre döngüsü içerisindeki değişimleri elde edilerek biyolojik veriler ile karşılaştırılmıştır. Ayrıca tüm sistemin, literatürdeki diğer gerçel ağlar ile davranışsal karşılaştırılmaları da yapılmıştır. Bununla birlikte Boole tipi gen düzenleyici ağlarda mutasyonel bir gen susturulması modellenmiş ve literatürdeki ağlar ile birlikte oluşturulan ağımıza da uygulanmıştır. Elde edilen veriler doğrultusunda mutasyonel sağlamlık yorumlanmıştır.
Gözenekli silikon kalıpların elde edilmesi, elektrodepozisyon yöntemi ile gözenekli silikon kalıplar üzerinde metalik Co ve Ag nanoyapıların büyütülmesi, yapısal ve optiksel karakterizasyonu
Bu tez çalışmasında ilk olarak, özdirenci 1-10Ωcm olan, fosfor katkılı ve çift taraflı parlatılmış n-tipi Si(100) taşıyıcılar üzerinde gözenekli silikon (PSi) kalıplar elde edilmiştir. PSi örnekler, sabit 30 dk'lık anodizasyon süresinde, 20-100mA/cm2 arasında değişen akım yoğunluklarında, %10, %20 ve %30 HF konsantrasyonlu HF-etanol çözeltisinde anodizasyon yöntemi ile elde edilmiştir. Akım yoğunluğu ve HF konsantrasyonunun PSi örneklerin yapısal ve optiksel özellikleri üzerine etkisi, SEM, X-SEM, gravimetrik metot, Raman ve fotolüminesans spektroskopisi ile araştırılmıştır. HF konsantrasyonunun gözeneklerin şekli ile makro/mezo gözeneklerin oluştuğu akım yoğunluğu bölgesini belirlediği, akım yoğunluğunun ise gözenek çapları, gözeneklilik miktarları, tabaka kalınlıkları ve kalıcı stres durumlarını önemli ölçüde etkilediği bulunmuştur. Raman analizleri, 20-60 mA/cm2 akım yoğunluğu bölgesinde, PSi örneklerin TO fonon modu konumunun, kristal Si'a göre, daha kısa dalgasayılarına kaydığını ve kayma miktarının artan akımla arttığını göstermiştir. Ayrıca pikin şeklinde de daha geniş, asimetrik bir görünümün oluştuğu ve Si nanokristalitlerin çaplarının önemli ölçüde azaldığı bulunmuştur. Fotolüminesans analizleri ise, aynı akım yoğunluğu bölgesinde, PL pik şiddetlerinde önemli bir artış ve pik konumlarında da önemli bir mavi kaymanın meydana geldiğini göstermiştir. Bu değişimler, PSi yapıda gelişen kalıcı stres ve optik fononların sınırlanması olayına dayalı QCE (kuantum sınırlama etkisi) modeli yardımıyla açıklanmıştır. Buna karşın 80 ve 100 mA/cm2 yüksek akım yoğunluklarında ise nanokristalitlerin boyutlarının artması nedeniyle QCE etkisinin oluşmadığı, dolayısıyla Raman kaymalarının ve PL şiddetlerinin azaldığı bulunmuştur. %20 HF konsantrasyonlu ve 60 mA/cm2 akım yoğunluklu örneğin, en büyük Raman kaymasına ve en şiddetli PL pikine veya ışıma şiddetine sahip olması nedeniyle, Co, Ag ve Co/Ag nanoyapıların üretiminde PSi alttaş /veya PSi kalıp olarak kullanılmasına karar verilmiştir. Bu tez çalışmasında ikinci önemli amacımız, PSi örneğin/kalıbın PL özelliklerini arttırmak için, elektrodepozisyon yöntemi ile PSi kalıplar içerisinde/üzerinde sırasıyla kobalt, gümüş ve kobalt/gümüş metalik yapıların büyütülmesidir. PSi/Co örneklerin üretimi 0.1-0.5 mA/cm2 arasında değişen akım yoğunluklarında ve 5-60 dk depozisyon süresi aralığında elektrodepozisyon yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. SEM analizlerinden, artan depozisyon süresi ile Co nanoparçacıklarının şeklinin küresel yapıdan (t≤15dk), nano-pul yapıya (t≥15dk) doğru değiştiği ve artan akım yoğunluğu ile bu yapıların çaplarının arttığı bulunmuştur. Raman analizleri, PSi/Co örneklerde 640-665 cm-1 konumlarında Si-Co-O bağlarından kaynaklanan yeni bir pikin meydana geldiğini göstermiştir. Ayrıca 5-10 dk'lık depozisyon sürelerinde PSi/Co örneklerin TO fonon modu konumunun daha uzun dalgasayılarına kaydığı, pik şeklinin daha asimetrik bir hal aldığı, tanecik çaplarının 6 nm'nin altına azaldığı ve bunun sonucunda PL şiddetinin de PSi örneğinkine göre yaklaşık 4 kat arttığı bulunmuştur. Bu değişimler QCE modeli ve yüzey durumları yoluyla oluşan rekombinasyon mekanizmaları açısından referans PSi örnek ile kıyaslanarak açıklanmıştır. 20-60 dk aralığında ise, Si nanokristalitlerin çaplarının PSi'inkine göre 4-5 kat arttığı, Raman pik şeklinin tekrar simetrikleştiği ve PL şiddetlerinin azaldığı ve sönümlendiği görülmüştür. Bu değişimler, kuantum sınırlanma etkisinin oluşmadığını ortaya koymuştur. Sonuç olarak, en yüksek PL şiddetine sahip 0.2 ve 0.3 mA/cm2'deki 10 dk'lık örneklerin, LED uygulamalarına ve literatüre önemli bir katkı sağlaması beklenmektedir. Elektrodepozisyon yöntemi ile PSi kalıplar üzerinde gümüş birikimi üç farklı AgNO3 konsantrasyonunda (1, 5 ve 10 mM), 0.1-0.8 mA/cm2 arasında değişen akım yoğunluklarında ve dört farklı depozisyon süresinde (2, 3, 10 ve 15 dk) gerçekleştirilmiştir. SEM analizlerine göre, Ag birikimi, 1 mM AgNO3 değerinde, Ag nanoparçacık kümeleri ile az sayıda kısa nanoçubuk/ dallanmış Ag nanoyapılar, 5 mM AgNO3 için ise, Ag nanoparçacık kümeleri ile birlikte daha uzun ve kalın nanotel/dallanmış Ag nanoyapılar şeklindedir. 10 mM AgNO3 değerinde ise, tüm akım yoğunluğu ve depozisyon süreleri için, Ag nanoyapılar sadece küresel mikroparçacıklar şeklinde oluşmuştur. Raman analizleri PSi/Ag örneklerde, 190 ve 230 cm-1 konumunda metalik Ag bağlarından, 470 cm-1 civarında Ag-O gerilme bağından, 1350 ve 1580 cm-1 konumları civarında ise Ag-O (Ag2O) bağlarından kaynaklanan beş yeni pikin oluştuğunu göstermiştir. Artan AgNO3 konsantrasyonu ve depozisyon süresi ile 1350 ve 1580 cm-1 konumları civarında bulunan Ag-O piklerinin şiddetlerinin önemli ölçüde arttığı görülmüştür. Fotolüminesans analizleri de, 1 ve 5 mM AgNO3 değerleri için kısa depozisyon sürelerinde (t≤3 dk) ve düşük akım yoğunluklarındaki (≤0.3 mA/cm2) PSi/Ag örneklerin hem referans PSi hem de diğer tüm PSi/Ag örneklere kıyasla 2-2.5 kat daha şiddetli bir PL etkinliğe sahip olduklarını göstermiştir. 10 mM konsantrasyonlu örneklerde ise, tüm akım yoğunluğu ve depozisyon sürelerinde, PL özelliğinin tamamen sönümlendiği bulunmuştur. Bu çalışma, yüksek ışıma özelliğine sahip PSi/Ag örneklerin LED, şiddetli Raman piklerine sahip örneklerin ise sensor uygulamaları için uygun olabileceğini ortaya koymuştur. Bu tez çalışmasının son bölümünde ise, PSi/Co/Ag örnekler üretilmiştir. PSi/Co/Ag örneklerin üretiminde, 0.1 M CoSO4 ve 0.4 M H3BO3 değerleri sabit tutulmuş, buna karşılık AgNO3 konsantrasyonu 1, 5 ve 10mM, akım yoğunlukları 0.2 ve 0.3 mA/cm2 ve depozisyon süreleri 2, 5, 8 ve 10 dk olarak seçilmiştir. SEM analizleri, 1 ve 5mM AgNO3 değerlerinde, PSi/Co/Ag örneklerin yüzeyinde ilk olarak Co nanoparçacık kümelerinin meydana geldiğini, daha sonra da bu kümeler üzerinde Ag nanoparçacıklarının, 10 mM AgNO3 için ise sadece Ag mikrotaneciklerin ve/veya kalın bir Ag filmin oluştuğunu göstermiştir. Raman analizleri, PSi, PSi/Co ve PSi/Ag örneklerin Raman spektrumlarında gözlenen piklere ek olarak, 875 cm-1 konumundaki yeni pikin CoAg3 fazından kaynaklandığını göstermiş, XRD analizleri de bunu doğrulamıştır. Ayrıca Raman analizlerinden, artan AgNO3 konsantrasyonu ve depozisyon süresi ile 1351 ve 1590cm-1'de konumlanmış Ag/Ag-O ait piklerin şiddetlerinde 5-6 katlık bir artış meydana geldiği bulunmuştur. Bu önemli artış, üç farklı Co-Ag yapının (nanoparçacıklar, dallanmış nanoyapılar ve mikroparçacıklar) bir sonucudur ve elektromanyetik (EM) güçlendirme mekanizması ile açıklanmıştır. Fotolüminesans analizleri, 1 mM AgNO3 değerinde, kısa depozisyon sürelerinde, örneklerin PL şiddetlerinin PSi'a göre hafifçe daha şiddetli, fakat PSi/Ag ve PSi/Co örneklerinkine kıyasla oldukça zayıf olduğunu, 5 ve 10 mM AgNO3 değerlerinde ise, artan depozisyon süresi ile PL şiddetlerinin tamamen sönümlendiğini göstermiştir. PSi/Co/Ag örnekler, ışıma özelliklerinin çok zayıf olmasına rağmen, Raman pik şiddetlerinin PSi/Ag ve PSi/Co örneklere göre çok daha şiddetli olması nedeniyle SERS aktif malzeme olarak sensor uygulamalarına katkı sağlayabilir.
Isısal uyarılmalı lüminesans yayınımlarının tayfsal olarak ölçme tekniği ve uygulamaları
Bu tez çalışmasında, oda sıcaklığından 400oC ye kadar artan sıcaklıklarda, lineer sıcaklık artışı ile termal uyarım yapan ve hassas spektrometresi ile lüminesans ışımasını ölçebilen bir lüminesans okuyucu sistem geliştirilmiştir. Cihaz ayrıca dâhili X-Işınları kaynağı sayesinde gerek lineer sıcaklık artışında gerekse belirli sabit bir sıcaklıkta radyolüminesans ölçümleri de yapabilmektedir. Bu cihazın geliştirilmesindeki amaç dozimetrik malzemelerin lüminesans spektrumlarının ölçülmesi ve malzemelerin renk merkezlerinin belirlenmesidir. Böylece malzeme karakterizasyonu yapılarak yeni dozimetrik malzemelerin geliştirilmesi hedeflenmektedir. Geliştirilen cihaz ile Alüminyum Oksit, Berilyum Oksit ve Disprosyum katkılı Kalsiyum Sülfat çalışılmış ve elde edilen verilerin literatür ile uyumlu olduğu görülmüştür.
Dozimetrik malzemelerin lüminesans spektrumlarının incelenmesi
Radyasyon ölçümlerinde kullanılmak üzere üretilmiş pasif dozimetrik özellik gösteren malzemelerin lüminesans spektrumu analizi önem taşımaktadır. Çalışmalara bilgi üretmek amacı ile BeO, MgO, Al2O3 ve MgB4O7 ev sahibi materyallerde safsızlık olarak katkılanmış Nadir Toprak Elementleri (NTE) ve geçiş metallerinin lüminesans spektrumuna olan etkisine bakılmıştır. Oda sıcaklığında X-ışınları ile uyarılan malzemelerin radyolüminesans spektrumu QE-Pro spektrometresi ile ölçülmüştür. Her bir örnek için lineer sıcaklık artışı süresince 50oC ile 400oC arasında X-ışınları ile uyarılıp eş zamanlı olarak radyolüminesans-termolüminesans spektrumu ölçümü, yüksek çözünürlüklü hızlı kamerası ile yapılmıştır. Örneklere 10dk X-ışınları ile ışınlandıktan sonra termolüminesans spektrum ölçümleri lineer sıcaklık artışı süresince 500C ile 4000C arasında yapılmıştır. Alınan lüminesans spektrumu ölçümlerinin analizlerinde safsızlıkların etkisi ve katkısı incelenmiş ve lüminesans mekanizmaları oluşturulmaya çalışılmıştır. Kullanılan malzemelerde safsızlık olarak bulunan nadir toprak iyonların Dy3+, Gd3+ ve Pr3+ karakteristik ışıma geçişleri belirlenmiş olup ev sahibi materyalden bağımsız olarak ışıma yaptıkları gözlenmiştir. Geçiş metallerinin ev sahibi materyaldeki iyon ile yer değiştirmesinden kaynaklanan yük dengesinin sağlanması ile oluşan oksijen boşluklarının oluşturduğu kristal kusurların yayınım spektrumuna katkısı belirlenmeye çalışılmıştır. Her bir malzeme için safsızlıklardan ve kusurlardan kaynaklanan lüminesans mekanizmaları belirlenmiştir.
Kalay dioksit (SnO2) ince filmlerin üretimi ve karakterizasyonu
Saydam iletken filmler, esasen TCO (Transparent Conductive Oxide) adı verilen optik olarak şeffaf ve elektriksel olarak iletken malzemelerden üretilirler. TCO filmler elektromanyetik spektrumun görünür bölgesindeki yüksek optik geçirgenliği, kayda değer elektriksel iletkenlik seviyesi ve yüksek kızıl ötesi yansıtıcılık özellikleri sebebiyle optoelektronik ve güneş pillerindeki uygulamalar için önemli malzeme sınıflarıdır. Bu tez çalışmasında optik teknoloji için teknik bileşenler, güneş pilleri ve gaz sensörleri gibi birçok uygulama potansiyeli olan ve bu nedenle de yaygın şekilde çalışılan TCO malzemelerden biri olan SnO2 ince filmleri düşük maliyetli ve kolay bir yöntem olan sol-jel spin kaplama yöntemiyle üretilmiş ve elde edilen filmlerin yapısal, morfolojik ve optik özellikleri ayrıntılı şekilde incelenmiştir.
Geç tayf türü yıldızların TMCalc kullanılarak çizgi derinlik oranlarından etkin sıcaklıklarının ve [Fe/H] oranlarının belirlenmesi
Geç tayf türü yıldızların atmosfer parametrelerinin özellikle etkin sıcaklık ve metal oranının duyarlı bir şekilde belirlenmesi astrofizik çalışmalar açısından oldukça önemlidir. Yüksek ve düşük uyarılma potansiyeline sahip çizgilerin sıcaklık değişimlerine tepkileri farklıdır (Gray ve Johanson, 1991). Bu nedenle çizgi derinlik oranı bir başka deyişle eşdeğer genişlik oranları önemli bir sıcaklık göstergesidir. Ayrıca çizgi derinlik oranı yöntemi etkin sıcaklığın, yüksek duyarlılıkla ve kızarma etkisini dışlayarak, belirlendiği yöntemlerden birisidir. Bu çalışmada geç tayf türü 813 tane FGK yıldızının ELODIE (Soubiran vd. 1998; Prugniel & Soubiran 2001) eşel tayfçeker de yüksek çözünürlüklü (R~42000) ve yüksek sinyal gürültü oranına (S/N > 100) sahip normalize edilmiş, 3800-6900 Å dalga boyu aralığında eşel tayflarının tanısı yapılmış çizgilerinin eşdeğer genişlikleri ARES (Automatic Routine for line Equivalent widths in stellar Spectra) kodu (Sousa vd.2007) ile ölçüldü. Eşdeğer genişlikleri elde edilmiş yakın dalga boyundaki farklı uyarılma potansiyeline sahip çizgi ikilileri (Sousa vd. 2012), çizgi derinlik oranları yöntemi kullanılarak, TMCalc (Sousa vd. 2012) ile eşdeğer genişlik oranlarından bu yıldızlara ilişkin etkin sıcaklık ve metal oranı [Fe/H] değerleri elde edildi. Anahtar sözcükler: Çizgi derinlik oranı yöntemi, geç tayf türü yıldızlar, atmosfer parametreleri
Kanserdeki MMP?lerin matematiksel modellenmesi
New approaches like mathematical modeling appeared in biology to explain the accumulation of extensive data about complex biological systems like tumors. Mathematical models of tumors which have been studied for over 50 years, aimed to explore the dynamics and characteristics of tumor progression and to make predictions by combining the elementary principles of biology to clinical and experimental data. During cancer progression, genetical and microenvironmental factors mutually affect each other in molecular scales and, this results in a behavior in tissue scale which threatens the patients? life. What happens in molecular and tissue scales, are mostly known, but the relation between these two is impossible to discover with linear thinking. The discovery of how these events are linked, helps us to see the potential targets for treatments and to experiment on current treatments. With this motivation, we build a mathematical model of tumor growth in this thesis. We used continuous modeling approach and model the tumor progression within the framework of mixture theory. We focused on the activity of matrix degrading enzyme, MMP and its inhibition. In order to study delivery of MMP inhibitors, we set up a structure for a dynamic vessel web which also can help us to simulate activities of other substances and chemicals delivered by blood.