İki boyutlu malzemelerin deneysel ve teorik ıncelenmesi

Bu tez çalışmasında, tek katmana sahip MoS2'in Kimyasal Buhar Biriktirme (KBB) yöntemi ile üretilmesi üzerine kapsamlı bir çalışma yürütülmüş ve Raman, Foto ışıma ve Işıma Ömrü spektroskopisi kullanılarak üretilen yaprak ve filmler incelenmiştir. Büyütme bölgesi geometrisi, öncül oranları, gaz akış kompozisyonu ve çeşitli alttaşların büyütme üzerine etkisi incelenmiştir. Buna ek olarak, üretilen yaprakların zamana bağlı yapısal değişimleri gözlenmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda Mo ve S konsantrasyonunun alttaş yüzeyindeki değişiminin, MoS2 yapılarının şekil, büyüklük ve homojenliğini belirleyen anahtar parametre olduğu tespit edilmiştir. Homojen bir büyütme için Mo ve S oranının yüzey üzerindeki dağılımının belirli bir oranda tutulması önerilmiştir. Geniş alanda homojen büyütme (3 cm x 4 cm) cam alttaşlar üzerinde, Si/SiO2 alttaşına göre MoS2 yapraklarında daha az stres içerecek şekilde gerçekleştirilmiştir. Zamana bağlı yaprak yapısındaki gözlemler, yaprakların çatlama davranışı ile büyütme bölgesi geometrisi ve stres birikimi arasında bir ilişki olduğunu göstermiştir. Tezin teorik kısmında ise, Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (YFT) hesaplamaları kullanılarak yeni "electrene" sistemleri araştırılmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda, dinamik olarak kararlı ve yapraklarına ayrılabilir Ba2As, Ba2P, Ba2Sb, Sr2P and Sr2N sistemleri "electrene" ailesine eklenmiştir. Na, Ca ve K' un bu sistemler üzerindeki adsorpsiyon enerjisi ve enerji bariyerleri oldukça düşük çıkmıştır. Dolayısıyla bu sistemlerin pil uygulamalarında mükemmel bir anot malzemesi adayı olduğu gösterilmiştir.