Skyrmion davranışı gösteren iki boyutlu malzemelerin dizaynı

Amaç: Bu tez çalışmasında Gd2B2, GdxSiy, NiI2 ve Ni-tabanlı Janus NiIBr, NiICl ve NiBrCl iki boyutlu malzemeleri; mekanik, elektronik ve manyetik özelliklerinin belirlenmesi amacıyla incelenmiştir. Materyal ve Yöntem: Tez kapsamında incelenen malzemelere ait hesaplamalar, yoğunluk fonksiyoneli teorisi ve Monte Carlo simülasyon yöntemleri kullanılarak yapılmıştır. Bulgular: Kohesif enerji, fonon dağılım bağıntıları ve moleküler dinamik simülasyonları, elde edilen tüm iki boyutlu malzemelerin kararlı olduklarını göstermiştir. Gd2B2 iki boyutlu malzemesinin 550K Curie sıcaklığına ve yüksek manyetokristal anizotropi enerjilerine sahip olduğu ve bu değerlerin gerilme/sıkıştırma etkisiyle ayarlanabilir olduğu bulunmuştur. İki boyutlu GdxSiy malzemelerinin manyetik özelliklerinin tabaka sayısına ve gadolinyum atomunun istiflenmesine bağlı olarak değiştiği bulunmuştur. NiI2 kristalinden başlayarak, bu kristalin Janus formları olan NiIBr, NiICl ve NiBrCl kararlı tek tabaka yapıları elde edilmiştir. Bu yapılarda değişen manyetik alan şiddetine göre farklı skyrmion fazları gözlemlenmiştir. Sonuç: Gd2B2 ve GdxSiy, iki boyutlu malzemelerine ait manyetik faz geçiş sıcaklıkları belirlenmiş ve spintronik uygulamalar için uygun malzemeler oldukları teorik olarak gösterilmiştir. Ni tabanlı Janus malzemeler için skyrmion oluşumları incelenmiş ve manyetik frustration - DM arasındaki etkileşimin skyrmion varlığını baskıladığı ortaya çıkarılmıştır.