(C20)2P ve (C20P)2 moleküllerinin fiziksel özelliklerinin simülasyon yöntemleri ile incelenmesi

Nanoteknoloji, maddenin atomik ve moleküler düzeyde hassas bir şekilde kontrolünü mümkün kılan bir bilim dalıdır. Nanometre ölçeğindeki malzemelerin özelliklerinin ve davranışlarının incelenmesiyle, nanoteknoloji çeşitli uygulamalarda kullanılabilecek yeni cihaz ve sistemlerin üretimini mümkün kılmış, böylece birçok alanda yeni fırsatlar yaratmıştır. Nanoteknolojinin en önemli ve heyecan verici uygulamalarından biri olan nanosensörler, çeşitli biyolojik, fiziksel veya kimyasal parametreleri hassasiyetle algılayabilen ve bunları elektriksel, optik veya mekanik sinyallere dönüştürebilen, nanometre ölçeğindeki malzemelerden üretilmiş cihazlardır. Bu tez çalışmasında, öncelikle nanoteknolojinin tarihsel gelişimi ve temel kavramları ile birlikte, nanosensörlerin sınıflandırılması, özellikleri, uygulamaları ve gelişmeleri ayrıntılı olarak incelenmiştir. Buna ilaveten, Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (DFT) kullanılarak (C20)2P ve (C20P)2 moleküllerinin yapısal ve elektronik özellikleri hesaplanmıştır. Yapılan hesaplamalarda, optimize edilmiş (C20)2P ve (C20P)2 yapılarına ait bağlanma enerjileri sırasıyla -41.06 eV ve -21.78 eV olarak elde edilmiştir. (C20)2P molekülünde, eklenen fosfor atomunun fullerenlerden birinin yapısını değiştirdiği ve başlangıçta on iki beşgenden oluşan C20 yapısını, on beşgen ve iki altıgenden oluşan bir yapıya dönüştürdüğü gözlenmiştir. (C20P)2 molekülünde, fosfor atomları arasındaki P – P bağının koptuğu gözlenmiştir. Bu durumun sonucunda, fosfor atomlarının her birinin, fullerenlerde bulunan birer karbon atomuyla bağ yaparak bir altıgen yapı oluşturduğu elde edilmiştir. Bu durumda, fullerenlerin beşgenlerinde herhangi bir değişim gözlenmemiştir. (C20)2P ve (C20P)2 yapıları için hesaplanan GapHL değeri sırası ile 0.83 eV ve 1.33 eV olup her iki yapı da yarıiletken malzeme olarak değerlendirilebilir.