Stability of two dimensional (2D) structures based on GaAs

Keşfedilen ilk iki boyutlu malzeme olan grafenin bulunmasından sonra, iki boyutlu materyaller sıradışı özelliklerinden dolayı bilim insanları için oldukça ilgi çekiçi bir araştırma alanı haline gelmiştir. İki boyutlu materyal araştırmalarında hem deneysel hem de teorik yaklaşımlar kullanılmaktadır. Örneğin bu yaklaşımların en önemlilerinden biri olan yoğunluk fonsiyoneli teorisi, silisen ve germanenenin teorik olarak tahmininde kullanılmıştır. Teknolojik uygulamalarda en yaygın kullanılan yarıiletken materyallerden biri GaAs olmasına rağmen henüz GaAs temelli iki boyutlu bir yapı bulunamamıştır. Bu tez çalışmasında ya GaAs temelli, Ga ve As atomlarından oluşan, ya da GaAs'ın O atomu ile işlevselleştirilmiş formunu baz alan yeni kararlı bir iki boyutlu bir yapı bulmaya çalıştık. Bu araştırmamızda yoğunluk fonksiyeneli teorisine dayanan düzlem-dalga yapay potansiyel metodu kullanarak hesaplamalar gerçekleştirdik. Değiş-tokuş korelasyon potansiyeli için yerel yoğunluk yaklaşımı kullandık. Önce, muhtemel kararlı yapıları tanımlamak için geometrik optimizasyon hesaplamaları yaptık. Bu materyallerin elektronik özelliklerini ve kararlılığını kontrol etmek için elektron bant diagramlarını ve fonon dağılım bağıntılarını elde ettik. GaAs (100), (110) ve (110) yüzeylerine dayanan üç yapı elde ettik. Bu iki boyutlu materyallerin geometrik olarak kararlı olduğu bulduk. Ancan fonon hesaplamaları uyguladığımızda negatif enerji kiplerinin olduğunu gözlemledik. Ayrıca Ga, As ve O atomlarına dayanan bir sistem bulduk. Ancak yapının geometrik olarak kararlı olmasına karşın fonon bant yapısında negatif enerji kipleri olduğu görülmüştür.