95
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Departman Tezleri
Bazı rodyum(I) n-heterosiklik karben komplekslerinin kristalografik ve kuantum mekaniksel yöntemlerle incelenmesi
Bu tez çalışması kapsamında, [1,3?bis(2?metil?4?dietilaminofenil) imidazolidin?2?iliden] kloro (1,5siklooktadien) rodyum(I), [1,3?bis(metoksietil)?4,5?bis(2,4,6?trimetilfenil) imidazolidin?2?iliden] kloro (1,5?siklooktadien) rodyum(I) ve [1,3?bis (metoksietil)?4,5?bis(4?metilfenil) imidazolidin?2?ilidene] iyodo (1,5?siklooktadien) rodyum(I) bileşiklerinin moleküler ve kristal yapıları tek kristal X-ışını kırınımı yöntemiyle belirlenmiştir. Bileşiklerdeki bağlanma durumları kuantum mekaniksel ilkeler çerçevesinde Yoğunluk Fonksiyoneli Kuramına dayanarak Doğal Bağ Yörüngemsileri ve Kısım Yaklaşımı yardımıyla incelenmiştir. Komplekslerin kararlılıklarına başat katkının N-Heterosiklik Karben (NHK) ligandlarındaki azot atomlarından karben karbonunun boş p(pi) yörüngemsilerine yapılan elektron bağışı yoluyla sağlandığı deneysel ve kuramsal olarak ortaya konmuştur. İncelenen komplekslerdeki NHK ligandlarının yalnızca sigma- değil aynı zamanda pi-bağlanma ve pi-geri bağlanma süreçlerine de katıldıkları ortaya konmuştur. Ayrıca, imidazolidin halkasının 4 ve 5 konumlarındaki karbon atomlarına bağlanan hacimli sterik grupların NHK ligandlarının sigma-vericiliklerini olumsuz etkilediği görülmüştür.
Bazı palladyum(II) n?heterosiklik karben komplekslerinin kristalografik ve kuantum mekaniksel yöntemlerle incelenmesi
Bu tez çalışması kapsamında, trans?[1,3?Bis(2,4?dimetilfenil)?imidazolidin?2?iliden]dikloro(trifenilfosfin?kappaP)palladyum(II), trans?Bis[1,3?bis(2,4?dimetilfenil?imidazolidin?2?iliden)]dikloropalladyum(II) ve trans?Bis[1,3?bis(metoksietil)?4,5?bis(2,4,6?trimetil fenil) ?imidazolidin?2?iliden]dikloropalladyum(II) bileşiklerinin moleküler ve kristal yapıları tek kristal X?ışını kırınımı yöntemiyle belirlenmiştir. Komplekslerdeki bağlanma durumları kuantum mekaniksel ilkeler çerçevesinde Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi temel alınarak Doğal Bağ Orbitalleri ve Kısım Yaklaşımı yardımıyla incelenmiştir. N?Heterosiklik Karben (NHK) ligandlarındaki azot atomlarından karben karbonunun boş p(pi) orbitallerine doğru olan elektron bağışının, komplekslerin kararlılıklarına önemli derecede katkı sağladığı deneysel ve teorik olarak ortaya konmuştur. İncelenen komplekslerdeki NHK ligandlarının sigma?bağlanmasına ek olarak, pi?bağlanma ve pi?geri bağlanma süreçlerine de katıldıkları açığa çıkarılmıştır. NHK ligandlarının sigma?vericiliklerinin imidazolidin halkasının 4 ve 5 konumlarındaki karbon atomlarına bağlanan hacimli sterik gruplar ile olumsuz yönde etkilendiği görülmüştür. Ayrıca, Pd(II) metaline trans pozisyonunda bağlı olan iki NHK ligandının varlığının komplekslerin sigma?vericiliğine olumlu yönde katkı verdiği söylenebilir.
Bazı organik moleküllerinyapısal ve biçimlenimsel analizi
`2-Methoxy-4-[(5-oxo-2-phenyl-4,5-dihydro-1,3-oxazol-4-ylidene)methyl]phenyl 4-methyl benzenesulfonate` (C(24)H(19)NO(6)S) ve `1,3-Di-3-pyridyl-2,3-dihydro-1H-naphth [1,2e] [1,3] oxazine' (C(22)H(17)N(3)O) bileşiklerinin moleküler ve kristal yapıları tek kristal X-ışını kırınımı yöntemiyle belirlenmiştir.Triklinik sistemde kristallenen C(24)H(19)NO(6)S bileşiğinin uzay grubu P-1 dir. Yapı I ?büyüktür? 2sigma(I) koşulunu sağlayan 2745 yansıma kullanılarak direk yöntemler ile çözülmüş ve R ?eşittir? 0,050 değerine kadar arıtılmıştır. Z-konfigürasyonuna sahip olan bileşikteki oksazolon halkası, 2-fenil ve metoksifenil halkaları ile hemen hemen düzlemseldir. Bileşiğin kristal yapısı C-H?N tipi molekül içi ve C-H...O tipi moleküller arası zayıf hidrojen bağları ile kararlı haldedir. Moleküller arası C-H?O tipi zayıf hidrojen bağı ile birbirine bağlanan, moleküller kristal içinde dimerik yapı oluşturacak şekilde istiflenirler. Ayrıca molekülün biçimlenimsel esnekliğini incelemek için, seçilen torsiyon açısı ?eksi? 180 dereceden ?artı?180 dereceye kadar 10 derecelik adımlarla değiştirilerek moleküler enerji profili belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlardan, H-bağının oluştuğu açı değerlerinde minimumlar gözlenmiştir.C(22)H(17)N(3)O bileşiğinin kristal sistemi monoklinik olup uzay grubu P2(1)/c dir. Yapı I ?büyüktür? 2sigma(I) koşulunu sağlayan 1786 yansıma kullanılarak direk yöntemlerle çözülmüş ve R ?eşittir? 0,041 değerine kadar arıtılmıştır. Moleküldeki oksazin halkası yarım sandalye konformasyonundadır. (N2/C1-C6) ve (N3/C6-C10) atomlarının oluşturduğu piridin halkaları ile oksazin halkasının düzlemsel kısmı (O-C-C-C-N) arasındaki dihedral açı değerleri sırası ile 72.14(6) derece ve 35.44(7) derecedir. Bileşik, oksazin halkasındaki C21 ve C22 atomlarından dolayı iki streojenik merkeze sahiptir. C21 ve C22 atomlarınının konfigürasyonları RS ve SR dir. Kristal yapı içinde moleküller, moleküller arası N-H?N tipi hidrojen bağları ile sonsuz bir boyutlu polimerik zincir oluşturarak b ekseni doğrultusunda istiflenirler. Bu polimerik zincirin graf set gösterimi C(6) dır.
Bazı organik bileşiklerin kristalografik ve biçimlenimsel incelenmesi
`4-(2-furilmetilen)-2-(4-metilfenil)-5-oksazolon' ve `N,N'-Bis-(3,5-diokso-4 azatrisiklo [5.2.1.02,6] dec-8-en-4-il) oksalamid' bileşiklerinin moleküler ve kristal yapıları tek kristal X-ışını kırınımı yöntemiyle belirlenmiştir.Monoklinik sistemde kristallenen oksazolon bileşiğinin yapısı, 950 yansıma kullanılarak direk yöntemlerle çözülmüştür. En küçük kareler ve fark fourier yöntemi kullanılarak 204 atomik parametrenin arıtılması sonucu R=0,048 değerine ulaşılmıştır. Oksazolon halkası içindeki bağ uzunlukları ve bağ açılarının literatürle uyum içinde olduğu gözlenmiştir. Oksazalon ve furil ringleri arasındaki C atomu bozulmuş trigonal bağ geometrisine sahiptir. Molekül hemen hemen düzlemsel olup, Z biçimleniminde ortaya çıkmaktadır. Bu ayrıca PM3 yarı deneysel yöntemiyle de doğrulanmış ve molekülün T(N1-C9-C10-C11) torsiyon açısının değişimine göre enerji dağılımı oluşturulmuştur. Kristal yapının C-H?O tipi moleküller arası, pi-pi ve C-O?pi zayıf etkileşimler ile kararlı durumda olduğu gözlenmiştir.Triklinik sistemde kristallenen oksalamid bileşiğinin uzay grubu P-1 `dir. Moleküler yapı 3428 yansıma kullanılarak direk yöntemlerle çözülmüştür. En küçük kareler ve fark fourier yöntemi kullanılarak 234 atomik parametrenin arıtılması sonucu R=0.041 değerine ulaşılmıştır. Asimetrik birim içinde oxalamid molkülünün yarısı bir çözücü dimetilformamid ile birlikte ortaya çıkmaktadır. Molekülün orta noktasında bir terslenme merkezi mevcuttur. C=O grupları C10-C10i bağına göre zıt yönelimde olup, molekül trans biçimlenimine sahiptir. Molekülün bisiklohepten kısmı kayık biçimlenimine sahiptir. Kristal yapı N-H?O ve C-H?O tipi moleküller arası etkileşimlerle kararlı haldedir.
XRD analiz yöntemleriyle Bi-2223 süperiletken seramik yapıların faz değişimlerinin katkı atomları ile incelenmesi
Bu tez çalışmasında sırasıyla 800, 820, 840, 845, 855 santigrat derece sinterleme sıcaklıklarında hazırlanan BSCCO örneklerin XRD yöntemi ile süperiletken ve yapısal özellikleri incelenmiştir.Örneklerimiz katıhal reaksiyon yöntemi ile hazırlanarak 780 santigrat derecede, 20 saat kalsine edildikten sonra ara öğütme yapılarak 800 santigrat derecede 20 saat kalsine edilmiş ve 450-500 MPa basınç altında pelletlenmiştir. Daha sonra örnekler 800-855 santigrat derece arasında 5 farklı sıcaklıkta 150 saat sinterlenmiştir. Kristal yapıları ve yabancı fazları saptamak için XRD ölçümleri yapılmıştır. Örneklerin mikroyapıları hakkında bilgi almak için, farklı büyütmelerde taramalı elektron mikroskobu (SEM) mikrofotoğraflarından yararlanılmıştır.Örneklerin XRD deseni incelendiğinde tüm örneklerde 2223 yüksek sıcaklık fazı baskın durumdadır. Ancak tüm örneklerde 2212 alçak sıcaklık fazı ve safsızlık fazları mevcuttur. Sıcaklık 845 santigrat dereceye doğru arttıkça 2223 fazına ait piklerin şiddeti artmakta, sıcaklık daha da arttırıldığında azalmaktadır.Tüm örnekler için yoğunluk değerleri Arşimed prensibinden yararlanılarak belirlendi. Sinterleme sıcaklığına göre yoğunluk ve porozite değişimi incelendi. SEM mikrofotoğrafları; mikroyapı, süperiletken grain boyutları ve yönelimlerinin yanı sıra bunlar arasındaki boşlukları da göstermiştir.Anahtar Sözcükler: BSCCO, x ışını difraksiyonu, süperiletkenlik.
Tsallis entropi eşitsizliği
Bu tezde, Heisenberg' in belirsizlik ilkesi (Heisenberg eşitsizliği) ve diğer entropi eşitsizlikleri ayrıntılı olarak gözden geçirildi. Pöschl Teller potansiyeline karşı gelen dalga fonksiyonunun Tsallis entropik eşitsizliğini sağladığı gösterildi. Nümerik sonuçlar ve ayrıntılı tartısmalar tezde verildi.
Fizik eğitiminde probleme dayalı öğrenme yönteminin öğrencilerin akademik başarılarına ve tutumlarına etkisi
Fizik Eğitiminde Probleme Dayalı Öğrenme Yönteminin Öğrencilerin Akademik Başarılarına ve Tutumlarına EtkisiBu araştırmada, probleme dayalı öğrenme yöntemi ve geleneksel öğretimle yapılandırılmış ?Newton'un Hareket Kanunları? konusunun öğretiminin, lisans öğrencilerinin akademik başarıları ve fizik dersine yönelik tutumları üzerindeki etkileri araştırılmıştır.Yapılan bu çalışmada, kontrol gruplu ön test-son test araştırma modeli kullanılmıştır. Model, 2007?2008 öğretim yılı, güz yarıyılında Fizik I dersi alan Dokuz Eylül Üniversitesi, Buca Eğitim Fakültesi, Kimya Öğretmenliği ve İlköğretim Matematik Öğretmenliği öğrencileri olmak üzere iki grup öğrenciye uygulanmıştır.Araştırmanın verileri ?Dinamik Ünitesi Başarı Testi? ve ?Fizik Dersine Yönelik Tutum Ölçeği? kullanılarak toplanmıştır.Elde edilen bulgular, probleme dayalı öğrenme yönteminin geleneksel öğretim yöntemine kıyasla akademik başarıya daha fazla katkı sağladığını; ancak her iki yöntemin de bu süreçte öğrencilerin fizik dersine yönelik tutumlarında herhangi bir değişiklik yaratmadığını göstermiştir. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda önerilere de yer verilmiştir.
Ultra-düşük gürültülü fiber lazer sistemleri ve uygulamaları
Fiber laser systems are intensely studied for and already utilized in a wide range of scientific, biomedical and industrial applications. Scientifically, fiber lasers are widely used for spectroscopy, laser-matter interactions, nonlinear and quantum optics experiments, among others. The industrial applications range from the well-established, such as laser-material processing, laser marking, and various forms of optical sensing to niche or upcoming applications such as high- speed circuit testing, inspection of packaged foods, additive manufacturing. In all applications outside the research laboratory, long-term stability of the lasers operation is of paramount importance. Fiber lasers are clearly advantageous in this respect, as the optical fibers provide isolated paths for light propagation, minimizing the impact of environmental effects, and generally render the laser system nearly or completely free from mechanical misalignment. In addition to long-term stability of the laser operation, short-term (typically less than 1 second) stability, or fluctuations of the laser output is of crucial importance as in many situations, it effectively determines the signal-to-noise ratio, sets the resolution or otherwise limits the quality of the measurement. Fluctuations or noise impact both the intensity and phase of the laser output. As part of this thesis, first, the intensity noise of mode-locked fiber lasers is characterized systematically for the major mode-locking regimes over a wide range of parameters. It is found that equally low-noise performance can be obtained in all regimes. Losses in the cavity influence noise strongly without a clear trace in the pulse characteristics. Noise level is found to be virtually independent of pulse energy below a threshold for the onset of nonlinearly induced instabilities. Instabilities that occur at high pulse energies are characterized. It is found that continuous-wave peak formation and multiple pulsing influence noise performance moderately. However, at high pulse energies, an abrupt increase of the intensity noise is encountered, corresponding to up to 2 orders of magnitude increase in noise. These results effectively constitute guidelines for minimization of the laser noise in mode-locked fiber lasers. For the high-power laser systems that utilize external amplification in fiber amplifiers, the added noise due to amplification is usually predominantly determined by the pump source, assuming that the amplifier design is correctly made and amplified spontaneous emission (ASE) is minimized. Many high-power amplifiers utilized multi-mode pump diodes, which have much higher noise levels. A high-power fiber laser system where the amplifiers are seeded by low intensity noise pulses is analyzed in detail. When operating at its maximum power level (10 W), the amplified output exhibits an integrated (from 3 Hz to 250 kHz) intensity noise of 0.2%, whereas the seed signals intensity noise is less than 0.03%. The origins of the added noise is analyzed systematically using modulation transfer functions to ascertain contributions of the pump source. The transfer of the noise in the seed signal is also analyzed, as well as contributions of ASE, which can be significant. Prediction of intensity noise by modulation transfer functions supplies a lower limit for the intensity noise of fiber lasers and amplifiers. The second part of the thesis applies the know-how on low-noise fiber lasers that was developed in the first part to a scientific problem. As part of a col- laboration with researchers from Ruhr-University at Bochum, Germany, we have developed a custom, low-noise laser system for spectroscopy of micro-plasma dis- charges. Absorption spectroscopy is a commonly used technique to determine the presence of a particular substance or to quantify the amount of substance present in the plasma discharge. However, the absorbance is usually small, at the level of one part in a thousand or less. Therefore, low-noise laser signals are required to detect such low differences. We developed a low-noise fiber laser system for the absorption spectroscopy studies of reactive species in a micro-plasma discharge. The laser setup also produces high-energy picosecond pulses, which are powerful enough to trigger the plasma ignition and transition into other transient states of plasma. Since both pulses are generated from the same mode-locked oscilla- tor, they have excellent mutual synchronization. We demonstrate the possibility for pump-probe experiments by initiating breakdown on a picosecond time scale (pump) with a high-power beam and measuring the broadband absorption with the simultaneously provided supercontinuum (probe). The third part of this thesis the laser-noise know-how to address a technolog- ical problem, namely the development custom, low-noise fiber lasers for LADAR applications. Two different fiber laser systems are constructed as transmitter sources of direct detection and coherent detection LADAR systems and tested for realistic scenarios. Both LADAR systems succeeded to detect 1 cm-diameter wire from a distance of 1 km in a measurement time shorter than 100 s, which is comparable to the best performing commercial LADAR systems.
Artırılmış optik etkinlik için fotokatalitik nanokompozitler
To combat environmental pollution, photocatalytic decomposition provides degradation of organic and inorganic contaminants near the surface of the photocatalyst nanoparticles by converting optical energy of the absorbed light into chemical energy for the redox reactions. However, photocatalytic activities of such semiconductor metal-oxide nanoparticles are limited with their bandgap energy that allows for optical absorption typically in the ultraviolet spectral range. Yet another limitation is that the photocatalytic activity of these semiconductor nanoparticles is substantially reduced when they are immobilized in solid thin films, resulting from their effectively decreased active surface area. But such immobilized nanoparticles are much more desired in industrial applications, e.g., for mass environmental decontamination and outdoors/indoors self-cleaning on large surfaces. To address these issues, in this thesis, we investigated and demonstrated the spectral behavior and time evolution of optical activity curves of immobilized TiO2 and ZnO nanoparticles. We studied the nanoparticle size effect for the optical activity and demonstrated significant increase in the resulting photocatalysis with decreasing the size of such immobilized nanoparticles for the first time. We obtained optimal excitation conditions for TiO2 and ZnO nanocomposite films separately. We achieved maximum optical recovery levels of 93% for TiO2 nanoparticles and 55% for ZnO nanoparticles at the excitation wavelengths of 310 nm and 290 nm, respectively, after optical irradiation with an excitation density of 7.3 J/cm2, where we observed no optical recovery for their respective negative control groups (with no nanoparticles). In these comparative spectral studies, we showed strong correlation between the differential optical recovery and the photocatalytic activity. For further substantial enhancement in the near ultraviolet and visible spectral ranges, we also proposed and demonstrated the use of a unique combination of TiO2-ZnO nanoparticles integrated together into the same resin. In this novel approach, we observed higher levels of photocatalytic activity under optical irradiation at and above 380 nm compared to the cases of only TiO2 or only ZnO nanocomposite films with the same total metal-oxide nanoparticle density. At 400 nm in the visible, we accomplished an optical recovery level of ~30% with the combination of TiO2-ZnO nanoparticles together while this level was only ~14% for the TiO2 nanoparticles alone and ~3% for the ZnO nanoparticles alone under identical conditions. Even at 440 nm, we obtained ~20% optical recovery using the TiO2-ZnO photocatalytic synergy, despite the optical activity of the single type of nanoparticles alone close to the zero base-line of their control group. These proof-of-concept experimental demonstrations indicate that such TiO2-ZnO combined nanocomposite films hold great promise for efficient environmental decontamination in daylight. Keywords: Nanoparticles, nanocomposite films, TiO2, ZnO; optical recovery, ultraviolet, visible; photocatalytic synergy; photocatalysis, environmental decontamination.
Silisyum ve germanyum nanoörgülerde tasıyıcı dinamiği
This is a computational work on the Si and Ge nanocrystals (NCs) embedded in wide band gap host matrices. As the initial task, xtensive ab initio work on the structural and electronic properties of various NC host matrices, namely, SiO2, GeO2, Si3N4, and Al2O3 are preformed. The structural parameters, elastic constants, static and optical dielectric constants are obtained in close agreement with the available results. Furthermore, recently reported high density cubic phase of SiO2 together with GeO2 and SnO2 are studied and their stable highdielectric constant alloys are identified.Based on the ab initio study of host matrices two related high field phenomena vital especially for the electroluminescence in Si and Ge NCs, are examined. These are the hot carrier transport through the SiO2 matrix and the subsequent quantum-confined impact ionization (QCII) process which is responsible for the creation of electron-hole pairs within the NCs. First, the utility and the validity of the ab initio density of states results are demonstrated by studying the high field carrier transport in bulk SiO2 up to fields of 12 MV/cm using the ensemble Monte Carlo technique. Next, a theoretical modeling of the impact ionization of NCs due to hot carriers of the bulk SiO2 matrix is undertaken. An original expression governing the QCII probability as a function of the energy of the hot carriers is derived.Next, using an atomistic pseudopotential approach the electronic structures for embedded Si and Ge NCs in wide band-gap matrices containing several thousand atoms are employed. Effective band-gap values as a function of NC diameter reproduce very well the available experimental and theoretical data. To further check the validity of the electronic structure on radiative processes, direct photonemission rates are computed. The results for Si and Ge NCs as a function of diameter are in excellent agreement with the available ab initio calculations for small NCs.In the final part, non-radiative channels, the Auger recombination (AR) and carrier multiplication (CM) in Si and Ge NCs are investigated again based on the atomistic pseudopotential Hamiltonian. The excited electron and excited hole type AR and CM and biexciton type AR lifetimes are calculated for different sized and shaped NCs embedded in SiO2 and Al2O3. Asphericity is also observed to increase the AR and CM rates. An almost monotonous size-scaling and satisfactory agreement with experiment for AR lifetime is obtained considering a realistic interface region between the NC core and the host matrix. It is further shown that the size-scaling of AR can simply be described by slightly decreasing the established bulk Auger constant for Si to 1.0×10?30cm6s?1. The same value for germanium is extracted as 1.5×10?30cm6s?1 which is very close to the established bulk value. It is further shown that both Si and Ge NCs are ideal for photovoltaic efficiency improvement via CM due to the fact that under an optical excitation exceeding twice the band gap energy, the electrons gain lion?s share from the total excess energy and can cause a CM. Finally, the electron-initiated CM is predicted to be enhanced by couple orders of magnitude with a 1 eV of excess energy beyond the CM threshold leading to subpicosecond CM lifetimes.Bu çalışma, Si ve Ge nanoörgülerin (Nö?lerin) sayısal hesaplamaları hakkındadır. Başlangıç olarak SiO2, GeO2, Si3N4, Ge3N4 ve Al3O3 gibi Nö matrislerinin elektronik ve yapısal özellikleri temel prensipler yöntemiyle incelenmiştir. Bunun sonucunda, yapısal özellikler, elastik sabitler, statik ve optik dielektrik sabitler için mevcut çalışmalar ile oldukça uyumlu değerler elde edilmiştir. Ayrıca, SiO2?nun henüz yayımlanmış yüksek yoğunluklu kübik fazı GeO2 ve SnO2 da ele alınarak calışılmış ve bu malzemelerin yüksek dielektrik sabitli durağan alaşım formları elde edilmiştir.