Effects of charging on two-dimensional honeycomb nanostructures

Bu tezde ilk prensiplere dayanarak bal peteği örgüsüne sahip iki boyutlu nano yapıların üzerine elektriksel yüklenmenin etkilerini günümüz gelişmiş metodlarını kullanarak inceledik. Grafen, molibden disülfür (MoS2), bor nitrür (BN), grafan (CH), ve folorografen (CF) yakın zamanda sentezlenebildi ve çok önemli yapısal, elektriksel ve manyetik özelliklere sahiptirler. Bu bağlamda bize göre bu malzemelerin elektriksel yük altında fiziksel özelliklerinin değişiminin incelenmesi ileriki olası uygulamalar ve bu malzemelerin daha iyi anlaşılabilmesi için önem arz etmektedir.Yapıdan elektron çekilmesiyle bağ uzunluklarının ve dolayısıyla örgü vektörlerinin büyüdüğünü gösterdik. Bu sebepten fononlar yumuşadı ve Raman-aktif fonon modlarının frekansları düştü. Normalde oldukça yüksek yasak enerji aralığına sahip olan BN ve MoS2 gibi malzemeler iletken haline geldiler. Pozitif yüklenme neticesinde artı yüklerin bu malzemelerin üç katmanlı yapılarında en dış katmanlarında toplandığı görüldü. Daha sonrasında pozitif yüklenme miktarını arttırılmasıyla birbirlerine zayıf van der Waals bağlarıyla bağlanmış olan katmanların ayrıldığı görüldü. Bu neticeler elektriksel yüklenme yardımıyla çok katmanlı grafit, BN ve MoS2 yapılarından tekli katmanların elde edilebilmesini öngörmektedir. Ek olarak bazı atomların elektriksel yüklenme neticesinde grafen üzerine bağlanma enerjilerinin ve manyetik momentlerinin değiştirilebileceğini gösterdik. Düzlem dalga metodunun sınır koşulları içinde kullanılmasıyla ortaya çıkan yapay yetersizliklerin atomik orbital tabanlı başka yöntemler kullanılarak aşılabileceğini gösterdik.Oksitlenmiş grafen üzerine elektriksel yükün etkilerini araştırmaya başlamadan önce oksijen atomlarının grafen üzerine bağlanmasını detaylı birşekilde inceledik. Grafen bağları üzerindeki elektriksel yük miktarının oksijen atomlarının grafen üzerine bağlanmasını kontrol eden en önemli unsur olduğunu ortaya çıkardık. Daha sonrasında ise oksijen atomlarının grafen üzerindeki difüzyon bariyerlerinin elektriksel yüklenme ile belirgin şekilde değiştiğini gösterdik. Elde ettiğimiz bu sonuçlar deneysel verilerdeki pozitif yüklenmenin grafenin oksitlenmesine yol açtığını negatif yüklenmenin ise oksitlenmiş grafenin normal grafene dönüşmesine yol açtığı şeklindeki sonuçlarını kısmen desteklemektedir ve başka etkenlerin de bu oluşumlarda rol oynayabileceğini öngörmektedir.