Farklı simetrik yapılardaki karbon nanotüplerin durum yoğunluklarının simülasyonu

Tek duvarlı karbon nanotüplerin (TDKNT) yapısı chiral vektörüyle tanımlanır. TDKNT lerinelektronik yapısı tüpün çapına ve chiralitysine bağlıdır. KNT ler yapısal parametrelerine bağlıolarak hem metalik hem de yarıiletken olabilirler.TDKNT lerin yapısal, dinamik ve elektronik özelliklerini incelemede sıkı-bağ molekülerdinamik yöntemi başarılıdır. Klasik sıkı-bağ yöntemi schrödinger denklemini direkt matrisköşegenleştirmesi ile çözer ve atom sayısının küpü ile orantılı simülasyon zamanı kullanır.O(N) metodu bant enerjisini gerçek uzayda çözer ve bağlanmaya yalnız yerel çevrenin katkısıolduğu yaklaşımını yapar. O(N) yöntemi atom sayısıyla lineer orantılı simülasyon zamanıkullanır. Bu da simülasyonlarda hesaplama zamanını kısaltır.Bu çalışmada (2,2) den (30,0) a kadar değişen farklı yapılardaki TDKNT lerin elektronikyapılarını incelemek için O(N) sıkı-bağ moleküler dinamik metodu paralel bilgisayarortamında kullanılmıştır. Bu tez çalışması Yıldız Teknik Üniversitesi Fizik Bölümü ?KarbonNanotüp Bilgisayar Simülasyon? laboratuvarında yapılmıştır. Her bir karbon nanotüp içinelektronik durum yoğunlukları, fermi enerji seviyeleri ve bant yapısı enerjileri hesaplanmıştır.Elektronik durum yoğunluğu (eDOS) grafikleri kullanılarak TDKNT lerin metalik veyayarıiletken olmasını belirleyen genel kurallar belirlenmiştir. Chiral parametrelerine bağlıolarak TDKNT nin n=m olması durumunda (armchair) metalik, n-m=3i olması durumunda(zig-zag) küçük bant aralıklı yarıiletken ve diğer durumlarda gerçek yarıiletken olduğugösterilmiştir. Bir yarıiletken KNT nin bant aralığı enerjisinin tüpün yarıçapı ile tersorantılıdır. Yarıiletken TDKNT lerin bant aralığı enerjileri hesaplanmıştır ve literatürdemevcut teorik sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Sıcaklığın elektronik yapı üzerindeki etkisiyukarıdaki elektronik durum yoğunlukları, bant enerji seviyeleri ve fermi seviyeleriçalışmaları iki farklı sıcaklıkta (0.1 K - 300 K de) elde edilerek gösterilmiştir.Anahtar kelimeler: Karbon nanotüp, karbon nanotüpün elektronik özellikleri, molekülerdinamik, sıkı-bağ yöntemi, O(N) tekniği, paralel ortam, durum yoğunluğu, bant aralığıenerjisi, fermi seviyesiJÜRİ:1.Prof. Dr. Gülay DERELİ (Danışman) Kabul Tarihi: 21.06.20062.Doç. Dr. Sondan DURUKANOĞLU Sayfa Sayısı: 783.Yrd. Doç. Dr. Orhan ÖZDEMİR