2,638
Archived Theses
1
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
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.
Fermi-LAT and Chandra studies of shell-like supernova remnants
Supernova Remnants (SNRs) have long been considered to be the primary source of galactic cosmic rays (CRs) having energies below the so called knee, 10^15 eV. CRs are accelerated by SNRs which transfer some of their internal energies into chargedparticles. Those charged particles in SNRs produce high energy photons up to TeVenergies. Main motivation of this study is to investigate young, shell-like SNRs as high energy (HE) sources and to better understand the origins of main HE emissions. SNRs are observable in GeV energies by means of Fermi Gamma Ray Space Telescope(Fermi). Generally, there are two accepted models for the gamma-ray productionin SNRs: (i) The leptonic model, where emission arises from inverse Compton and relativistic bremsstrahlung, (ii) the hadronic model, where gamma rays are produced from decay of neutral pions originating from proton-proton interactions. Fermi analysis of SNRs, Cassiopeia A (Cas A) and Tycho as point-like sources in gamma-ray, has shown that these young SNRs are GeV sources in the Milky Way. Also, about half of the SNRs in the galaxy are observed in the X-ray band [16]. The X-ray emissionof SNRs results from the interactions of ejecta of the SNR and swept-up interstellarmedium (ISM). Bremsstrahlung and line emissions are the thermal and main X-ray emission mechanisms in SNRs. Synchrotron emission is the non-thermal contribution of X-ray emission and it is produced by charged particles in strong magnetic eld. Chandra-ACIS image and spectral analysis of Cas A and Tycho was performed both to understand shell-like structures of SNRs and, to examine which part of SNRs are responsible for main non-thermal emission. Also Chandra analysis showed that thin filaments at the shell of the remnants associated with reverse shocks are the most important candidate regions, where non-thermal emission is dominant.
Physics of diffuse optical imaging
Diffüse optical tomography (DOT) is a functional imaging modality which con-sists of transilluminating of a volume. This diagnosis technique is particulary usefulfor characterizing thick tissue especially for breast tissue. By using model based im-age reconstruction, DOT provides us with the map of tissue properties such as totalhemoglobin concentration and blood oxygen saturation via absorption coe±cient. Be-sides the image of the absorption property of the interior of the breast, DOT givesinformation about cellular and subcellular changes with the aid of scattering coefficient. Even though DOT is relatively low cost, non-invasive, and capable of measuringtissue hemodynamics, it has a drawback of having insu±cient spatial resolution be-cause of the nature of light when scattered in tissue. Therefore, the accuracy of therecovered optical parameters of the tissue is limited. In this thesis, the theoretical basisof diffuse optical spectroscopy and tomography is outlined. First, this thesis examinesthe theory of the propagation of light in tissue. Subsequently, it describes theoreticalbackground of the image reconstruction of di®use optical spectroscopy and tomogra-phy. Finally, the concepts of dual modality and pharmacokinetics model which playan important role in improvement of DOT are presented by using some fundamentaltechniques and methods.
Development of a Photoacoustic Microscopy System
Photoacoustic microscopy (PAM), as an imaging modality, has shown promising results in imaging angiogenesis and cutaneous malignancies like melanoma, revealing systemic diseases including diabetes, hypertension, coronary artery, tracing drug efficiency and assessment of therapy, monitoring healing processes such as wound cicatrization, brain imaging and mapping. Clinically, PAM has been emerging as a diagnostic tool. Laser parameters (particularly, pulse duration, pulse energy, pulse repetition frequency (PRF), and pulse-to-pulse stability) affect signal amplitude and quality, data acquisition speed and indirectly, spatial resolution. Lasers used in PAM are typically Q-switched lasers, low-power laser diodes, and recently, fiber lasers. The key laser parameters cannot be adjusted independently of each other, whereas microvasculature and cellular imaging, spectroscopic measurements, e.g., have dfferent requirements. We report an integrated fiber laser system producing nanosecond pulses, covering from 600 nm to 1300 nm, developed specifically for photoacoustic excitation. The system comprises of Yb-doped fiber oscillator and amplifier, an acousto-optic modulator (AOM) and photonic-crystal fiber to generate supercontinuum. Complete control over the pulse train, including generation of non-uniform pulse trains, is achieved via the AOM through custom-developed field-programmable gate-array (FPGA) electronics. The entire system is fiber-integrated; guided-beam-propagation renders it misalignment free and largely immune to mechanical perturbations. The laser is unique in thatall the important parameters are adjustable: pulse duration (1-3 ns), energy (up to 10 µJ), repetition rate (50 kHz - 3 MHz). Different photocoustic imaging probes can be excited with the ultrabroad spectrum, real-time imaging can be performed thanks to its high PRF, and the pulse energy can be adjusted by means of FPGA circuit.
A new tracking algorithm for atlas trigger
.
Macrospin model of magnetization dynamics governed by Landau-Lifshitz-Bloch equation of motion
The main physical limitation in the down-scaling of magnetic data storage technolo-Manyetik veri depolama teknolojilerinin minyaturizasyonunun ardndaki anafiziksel sınırlama s uperparamanyetik etki olarak nitelendirilir. Bu etki dikey manyetikanizotropisi y uksek malzemeler kullanıldıgında kaydadeger olcude geri itelenebilir. Manyetikbitlerin anahtarlama dinamiginin dogasının,ozellikle Curie sıcaklıgına yakın sıcaklıklarda bilinmezligi, yeni bir formalizmanın gelistirilmesine yol actı. Bu yeni formalizma,sıcaklıga baglı sonumleme parametrelerine ek olarak, hem boylamsal hemde dikey olarak manyetizasyon yatısma/gevseme mekanizmasını goz onunde bulundurmaktadır. Tum bu etkiler, Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG) cercevesi icinde alısılagelmis bicimde gozardı edilmektedir. C alısmamzda, son zamanlarda onerilen stokastikLandau-Lifshitz-Bloch formalizmini kullanarak, Curie sıcaklıgı civarında anahtarlamaisleminde cok onemli degisimler oldugunu gosterdik. Stokastik tipteki bu denklem,yuksek sıcaklıklardaki termal uyarılmaları Gaussiyan stokastik islemleri icererek gozonunde bulundurmaktadır. Su anki calısmanın temel motivasyonu, ornek bir manyetiksistem icin deneysel yontemlerle olculmus olunan esas/intrinsik parametrelerin sıcaklıgabaglılıklarını kullanarak, stokastik LLB bazlı makrospin modelini gelistirmektir. Gercekmalzeme parametreleri olarak CoNi/Pd cok katmanlı ince flm alınmıstır. Boyle birmodellemeyle, onceki ab-initio hesaplamalaryla tutarllk g osteren, tek fıtli deneyselanahtarlama sim ulasyonlarndan elde edilen boylamsal manyetik duygunlugun scaklgabagl fonksiyonunu saptamay saglamstr. Anahtarlama icin gerekli zamann haritas,manyetik alan ve s darbesinin bir fonksiyonu olarak tanmlanms ve bu harita gran ul unanahtarlama isleminin gorsellestirmesiyle sunulmustur. Bu gosterim s destekli kaytuygulamalarndaki potansiyel kullanm mumkun olan bu ve buna benzer malzemelisistemlerin degerlendirilmesini saglamaktadr. Basit bir makrospin yaklasm kuvvetlidegis tokus ciftli, manyetik coklu katman yapdaki ortalama davrans g ozlemlemedeetkilidir. Nanoyaplara ayrldgndaki geometrinin rol un un ve anahtarlama mekanizmasnn kapsaml olarak anlaslmas icin modelimizin mikromanyetik simulasyonlarauyarlanmas gerekecektir.gies, namely the superparamagnetic eect, can be pushed back considerably by using highperpendicular magnetic anisotropy materials. The lack of understanding of the nature of suchswitching dynamics of magnetic bits especially close to Curie temperature (TC) led to thedevelopment of a new formalism that takes into account both longitudinal and transverse mag-netization relaxation mechanisms in addition to temperature dependent damping parameters.All such eects are conventionally disregarded within the Landau-Lifshitz-Gilbert framework.In our study, we point out signicant changes in the switching process close to TCusing therecently proposed stochastic Landau-Lifshitz-Bloch formalism which takes into account ther-mal excitations at elevated temperatures by including Gaussian stochastic processes. Theessential motivation of current work is to develop a Stochastic-LLB based macrospin model,using experimentally measured temperature dependence of intrinsic parameters for an ex-ample magnetic system CoNi/Pd multilayers as realistic material parameters. Such a modelenables us to determine the temperature dependence of longitudinal susceptibility from singlet simulations of experimental switching data consistent with previous ab-initio calculations.A map of switching time as a function of magnetic eld and heating pulses together with avisualization of granular switching process is presented for the evaluation of this and similarmaterial systems for potential thermally assisted recording applications. While using a simplemacrospin approach appears eective in describing the average behavior of strongly exchange-coupled magnetic MLs, a good understanding of the detailed switching mechanism and therole of geometry when patterned into nanoscale structures would necessitate an extension ofour model to the micromagnetic simulations.
Effects of different types of fields to cosmology and of extra dimension to fcnc hadronic processes of the sm
The Effects of Different Types of Fields to Cosmology. Alternative cosmological models are proposed as a harbinger of new physics to overcome the perceived shortcomings of the standard theory of cosmology (¤CDM). We consider a non-minimallycoupled massive complex scalar field to the curvature in the Jordan-Brans-Dicke (JBD)framework. We obtain an extra term to the Friedmann equation and it fits to supernova observations with a slightly lesser chi-squared value compared to the ¤CDM. Weassign the vector field as the photon field in JBD theory, a small photon mass leads to the late time in°ation. The background electric potential of the photon permeatesthe universe and explains the weakness of the gravitational interaction by coupling tothe curvature, hence the smallness of the Hubble parameter is linked with the smallness of the photon mass. Another feature of our model is that the Planck mass isinterpreted as the electric potential of the photon field thatfills the universe.Effects of an Extra Dimension to Some Hadronic Processes of theSM. Although the SM of particle physics is in perfect consistency with all con¯rmed collider data andthe precision tests so far, it has some de¯ciencies such as scale hierarchy problem, etc. The compactified extra dimensions have been proposed to reduce the differencebetween the Planck mass scale and the strength of the electro-weak force. We analyzethe effects of a single universal extra dimension (UED) on some flavor changing neutral current (FCNC) decays of hadrons such as baryonic and the mesonic transitions. We calculate some physical quantities such as branching ratio, lepton forward-backward asymmetry, double lepton polarization asymmetriesand hadron polarizations in terms of the compactification scale of the extra dimension.Using the experimental data provided by the CDF Collaboration on the branchingratio of lambda decay channel and comparing with our theoretical prediction, we put a constraint on the lower limit of the compactification scale of extra dimension tobe 250 GeV . The results of UED show overall considerable deviations from those of the SM which can be considered as indications for the existence of extra dimensions which we should look for them at hadron colliders.
From five dimensional flat spacetime to our four dimensional braneworld via kaluza-klein
In five dimensional cosmological models, the convention is to include the fifth dimension in a way similar to the other space dimensions. In this work we attempt to introduce the fifth dimension in a way that a time dimension would be introduced. In our metric ansatz we take the scale factor of three dimensional space, the $x, y, z$ coordinates, to depend on both time and internal space. We allow time and internal space, the extra dimension, to share the same metric coefficient that depends on both dimensions. Our internal space governs the evolution of four dimensional spacetime and time governs the evolution of all four spatial dimensions. As such time and internal space play similar roles. From such a metric, we obtain a five dimensional flat, meaning both Ricci flat and conformally flat, spacetime into which all relevant four dimensional cosmologies can be locally embedded. Different cases, such as radiation, matter or dark energy dominated cosmologies, correspond to different choices of the free parameters. Each choice is a different frame. We argue about which frame might be the cosmological frame. The choice that is simplest and most convenient in terms of dimensional analysis, amounts to a linearly expanding universe.
Hysteretic behaviour of a simple Charge Density Wave system
In this thesis, the hysteretic behaviour in a simple 1D Charge Density Wave (CDW) system is investigeted. Such systems can be represented as elastically coupled particles in a periodic potential with a random phase-offset in the presence of a uniform external force. CDWs are models for depinning transitions: for a force smaller then a threshold force, all configurations are static, while a sliding dynamic behavior is obtained when the threshold force is exceeded. The systems we consider have two unique and distinct threshold configurations, corresponding to reaching the threshold via positive and negative force increments. We study how hysteresis occurs in between these two threshold configurations. For a fixed system size, there are finite number of pinned states that can be obtained by arbitrarily varying the external force while keeping the system in the pinned onfiguration.We find a power law relation between system size L and the total number of reachable states which are the configurations that can be reached from the threshold configurations by equence of increasing or decreasing forces. We also observe that our model has the return-point memory effect.
Cross sections for neutron-deuteron elastic scattering in the energy range 135-250 MeV
New results for neutron-deuteron elastic scattering cross sections at energies from 135 to 250 MeV and center-of-mass angles from 80 to 130 degrees have been measured at the WNR facility of the Los Alamos Neutron Science Center at the Los Alamos National Laboratory. The measurements were made with a pulsed neutron beam which allowed the use of time-of-flight techniques and with a cryogenic liquid deuterium and liquid hydrogen target. The neutron-proton elastic cross-section data were used for normalization purposes. An array of pure CsI crystal along with a set of thin scintillator detectors used for charged particle identification on one side of the beam, and a set of long horizontal plastic scintillator bars were used as a neutron detector wall on the other side of the beam. Our measurements are compared to both previous measurements and theoretical predictions at relevant energies and favors the predictions including three-nucleon forces.