1,867
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Thermal management of atomic and photonic systems
Recent years have seen tremendous progress in developing quantum technologies that rely on the physical systems' quantum features, such as quantum coherence and entanglement. In principle, these quantum systems are not isolated and interact with the environment, which leads to decoherence in which quantum correlations weaken or vanish entirely. The mathematical formulation which describes the system's dynamics in the environment's presence generally requires several approximations. One example is the quantum Markovian master equation based on the perturbative approach in weak system-bath interaction. Typically, a phenomenological approach is adopted in deriving the master equation in which inter-system interactions are ignored, which results in the ``local" dissipation terms in the master equation. We show that such an approach is inconsistent with the laws of thermodynamics in the case of nonlinearly coupled resonators. Instead, the master equation derived from the first principles is consistent, usually termed the ``global" master equation. The heat flow put serious restrictions on the miniaturization of quantum-based technologies. One promising direction can be to power these devices with heat rather than considering the heat flow as a noise source. Accordingly, it is desirable to have efficient models of quantum thermal heat managers which can assist in controlling the heat flow. Following this direction, here, we propose an efficient quantum thermal diode and transistor model that can provide perfect rectification and very large tunable heat amplification, respectively. The dynamics of the system are described by the global master equation, which assists in uncovering the underlying mechanism in these thermal devices. In addition, we show that our model of the quantum thermal transistor, based on two coupled qubits, can also be used as a quantum absorption refrigerator, which is in variance with previous proposals of refrigerators that generally require three-body interaction. It is often required to cool finite quantum systems rather than classical reservoirs. For instance, cooling mechanical resonators to the ground state is a prerequisite for most applications based on mechanical systems in quantum information and quantum communication. However, cooling multiple resonators to the ground state is challenging using typical laser and feedback cooling schemes. To overcome this challenge, we propose a scheme by which simultaneous cooling of multiple resonators is possible. Unlike previous proposals, external control or work input is not required; instead, incoherent thermal drives can cool the resonators. Finally, we investigate the possibility of generating entanglement between uncoupled mechanical resonators, which are only driven by incoherent thermal baths. We show that it is possible to generate significant entanglement between the resonators by judicious choice of thermal baths spectra. The suppression of undesired dissipation and favoring the desired effective two-mode squeezing-like interactions generated by the incoherent interaction with the baths leads to entanglement between the resonators.
Işığa duyarlı yarıiletken gaz boşalma yapısının özellikleri
H2 gazı ortamında düzlemsel bir boşalma hücresindeki gaz kırılması farklı elektrotlar arası mesafeler, farklı elektrot çapları ve farklı basınçlarda deneysel olarak araştırıldı. GaAs katotlu gaz boşalma sisteminin Akım-Voltaj (AVK) ve Radyasyon-Voltaj (RVK) karakteristiği incelendi. H2 gazından elde edilen deneysel sonuçlar hava ortamındaki sonuçlarla karşılaştırıldı. Kararlı boşalma bölgeleri ve kontrol edilebilir çalışma modu belirlendi. Ayrıca yarıiletken gaz boşalma yapısının (YGBY) kararsız olduğu şartlar da belirlendi. AVK ve RVK' nın N-tipli kararsızlıkları tespit edildi. EL2 olarak adlandırılan derin elektronik seviyelerin varlığının, materyalin N-tipli NDD' sine ve sonuç olarak GaAs fotodetektöre yeterince yüksek voltaj uygulandığında akım osilasyonlarına yol açtığı tespit edilmiştir. Ayrıca sistemin dinamik özelliği 150 saniye zaman aralığında incelendi.
Bazı ağır çekirdeklerin (n,f) tesir kesitlerinin hesaplanması
Bu çalışmada 230,232Th, 231-233Pa, 234-238U ve 236-244Pu çekirdeklerinin fisyon tesir kesitleri hesaplandı. Hesaplanan fisyon tesir kesitleri deneysel değerlerle karşılaştırıldı. Hesaplamalar için ALICE-ASH ve CEM95 bilgisayar programları kullanıldı. Hesaplamalar 1-20 MeV gelme enerjili nötronlarla gerçekleştirildi. CEM95 ile yapılan hesaplamalarda her bir çekirdek için seviye yoğunluğu parametrelerinin (IFAM) tüm sistematikleri kullanıldı. CEM95 programıyla fisyon hesaplamalarında tek hörgüçlü fisyon engeli (NHUMP) sistematiği kullanıldı. Ayrıca CEM95 hesaplamalarında makroskobik fisyon engel (IB) için ve fisyon engelinin uyarılma enerjisine bağımlılığını (IBE) ifade etmek için Barashenkov ve arkadaşlarının sistematikleri kullanıldı. ALICE-ASH hesaplamalarında ise nükleonların denge öncesi durumu için hibrid veya geometrik bağımlı hibrid model ve denge durumu için Weisskopf-Ewing model kullanıldı. ALICE-ASH ile yapılan hesaplamalarda dönme sonlu aralık fisyon engeli ve dönme sıvı damlası engeli sistematikleri kullanıldı.
Elektron yoğunluğu ile jeomanyetik indeksler arasındaki ilişki
ÖZETYüksek Lisans TeziELEKTRON YOĞUNLUĞU LE JEOMANYET K NDEKSLERARASINDAK L ŞKEvren TURANFırat ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüFizik anabilim Dalı2006, Sayfa: 38Bu tezde, Geoscience Avusturalya gözlemevinden alınan verilerle, jeomanyetikindekslerle elektron yoğunluğu arasındaki ilişki ortaya konulmaya çalışılmıştır. Farklıtarihlerdeki elektron yoğunluğuyla Kp ilişkisinin ortaya çıkardığı sonuç, artan Kp değerleriyleorantılı olarak artan elektron yoğunluklarındaki değişimdir.Anahtar Kelimeler: Elektron Yoğunluğu, Jeomanyetik ndeks, yonküreselTedirginlikI
Reaktif olmayan C(1D1)+H2 üç-boyutlu saçılmasında geçiş olasılıkları ve tesir kesitlerinin hesaplanması
Bu çalışmada zamana bağlı Schrödinger denkleminin çözümüne dayanan kuantumdalga paketi metodu, üç boyutta C (1D ) + H 2 (ν , j ) â C (1D ) + H 2 (ν ı , j ı ) inelastik saçılmaproblemine uygulandı.Bölüm 1 de zamana bağlı kuantum dinamiği genel olarak ele alınmış ve ilgili literatürverilmiştir. kinci bölümde, reaksiyon kinetiği ile ilgili temel kavramlar ve fiziksel anlamlarıözetlenmiştir. Üçüncü bölümde reaksiyon dinamiğinde kullanılan zamandan bağımsız ve zamanabağlı hareket denklemleri genel olarak ele alınmış ve zamana bağlı Schrödinger denklemi içinçözüm metotları verilmiştir. Dördüncü bölümde, A+BC(v,j) inelastik saçılma problemi için üçboyutta zamandan bağımsız ve zamana bağlı kuantum mekaniksel hareket denklemleri çıkartılmışve denklemlerin çözümünden kuantum seviyeleri arasındaki geçiş olasılıkları için ifadeler eldeedilmiştir. Beşinci ve altıncı bölümlerde ise C+H2(v,j) inelastik saçılması için elde edilen sonuçlartartışılmıştır.Bu çalışmada Schrödinger denklemi Kosloff tarafından geliştirilen Chebychevaçılımı metodu ile çözüldü. Hamiltonyen operatörünün dalga fonksiyonu üzerindeki etkisi FourierDönüşümü ve Kesikli Değişken Gösterimi teknikleri yapıldı. Dalga paketi Fourier Grid metodu ileanaliz edilerek bireysel kuantum seviyeleri arasındaki geçiş olasılıkları hesaplandı. J-kaydırmatekniği kullanılarak J>0 durumları için diferansiyel tesir kesitleri hesaplandı. Bütün J kuantumdurumları üzerinden diferansiyel tesir kesitleri toplanarak toplam tesir kesitleri elde edildi ve toplamtesir kesitlerinin Boltzmann dağılımına göre ortalaması alınarak saçılma hız sabitleri elde edildi.Anahtar Kelimeler: nelastik Saçılma, Hamiltonyen Operatörü, Tesir Kesitleri.
Amorf ınte yarıiletken malzemesinin fiziksel özelliklerinin araştırılması
ÖZETYÜKSEK LİSANS TEZİAMORF InTe YARIİLETKEN MALZEMESİNİN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİNİNARAŞTIRILMASIHandan BOSTANCIFırat ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüFizik Anabilim Dalı2006, Sayfa : 80Bu çalışmada, InTe amorf yarıiletken malzemenin, X ışını difraksiyonu, elektrikseliletkenliği, optik ve dielektrik özellikleri araştırıldı. X-ışını difraksiyon sonuçları InTenumunesinin amorf yapıya sahip olduğunu gösterir. Numunenin elektriksel iletkenliğininsıcaklığa bağlılığı araştırıldı ve bulunan sonuçlar numunenin bir amorf yarıiletken olduğunudoğrular. InTe numunesi fotoiletkenlik özellik gösterir. Numunenin optik band aralığı ve optiksabitleri geçirgenlik ve yansıma spektrumları kullanılarak hesaplandı. Numunede doğrudanoptik geçişler meydana geldi. Numunenin kırılma indisi dispersiyon eğrisi tek osilatör modelineuydu. Numunenin dielektrik özellikleri frekansın ve sıcaklığın bir fonsiyonu olarak araştırıldı.Dielektrik parametrelerin sıcaklık ve frekansla değiştiği bulundu. Elektrik modulus eğrileridielektrik relaksasyon olayını analiz etmek için kullanıldı.Anahtar Kelimeler: InTe, Elektriksel İletkenlik, Amorf Yarıiletken, Dielektrik Sabiti
FeMnSi alaşımlarının mekanik ve termal etkiler altında şekil hatırlama özelliklerinin incelenmesi
Demir bazlı bazı alaşımlar, dönüşüm öncesi ve sonrası uygulanan termal ve mekanik işlemlereçok duyarlıdır. Bu tür etkiler alaşımların kristaloğrafik, morfolojik ve mekanik özelliklerinde veyadiğer dönüşüm parametrelerinde önemli değişimlere sebep olabilir. Bu çalışmada, uygulanan farklıtermal ve mekaniksel işlemler etkisiyle dört farklı kompozisyona sahip FeMnSi alaşımının bazıdönüşüm parametrelerinde ortaya çıkan değişimler X-ışını difraksiyonu, diferansiyel taramakalorimetresi, mössbauer spektroskopisi, geçirmeli elektron mikroskobu (TEM), taramalı elektronmikroskobu (SEM), EDAX analizleri, optik metaloğrafi, çekme deneyleri, sertlik ölçümü ve bükmedeneyleri aracılığı ile incelendi. Yüksek sıcaklık γ faz bölgesinden farklı ortamlarda soğutulan alaşımnumunelerinde γâε, γâεâαâ², γâ18R martensitik dönüşümünün gerçekleştiği tespit edildi. Fcc γ vehcp ε yapılarının örgü parametreleri ve bunların soğutma hızıyla değişimleri belirlendi. Diferansiyeltarama kalorimetresi ölçümlerinden termal çevrimler sonucu austenitik ve martensitik dönüşümsıcaklıklarında meydana gelen değişimler incelendi. Mössbauer spektrometresi yardımıyla malzemeiçerisinde gerçekleşen faz dönüşümleri ve malzemenin mağnetik özellikleri incelendi. Geçirmelielektron mikroskobu yardımıyla malzeme içerisindeki fazlar tayin edildi ve difraksiyon desenleriyardımıyla bu fazların örgü parametrelerinin X-ışınlarından bulunan değerlerle uyumlu olduğugörüldü. Taramalı elektron mikroskobu ve optik mikroskop olmak üzere iki farklı tekniklegerçekleştirilen morfolojik gözlemlerde tane yapıları incelendi. Numunelerde farklı morfolojidemartensitler, çökelti fazları ve mikroçatlaklar tespit edildi. EDAX analizi yardımıyla tespit edilen bufazların bazılarının kompozisyonları incelendi. Çekme ve bükme deneyleri yardımıyla numunelerinşekil hatırlama özellikleri incelendi. Bazı termal ve mekaniksel işlemlerin etkisiyle numunelerinsertliklerinde ortaya çıkan değişimler gözlendi. Bu değişimlerle şekil hatırlama davranışlarınınarasında bağlantı olduğu belirlendi.Anahtar Kelimeler: FeMnSi alaşımları, şekil hatırlama olayı, ε, αⲠve 18R martensitler, soğutma hızıetkileri, dönüşüm sıcaklıkları, mağnetik özellikler, martensit morfolojisi, çökelti kinetikleri, zor-zorlanma, Vickers mikro sertliği.
Küre grafitli dökme demir alaşımlarının ısıl özelliklerinin incelenmesi
ÖZETYüksek Lisans TeziKÜRE GRAFİ DÖKME DEMİ ALAŞTLİ R IMLARININISIL ÖZELLİKLERİ N İNİ NCELENMESİTankut ATEŞFı ÜniversitesiratFen Bilimleri EnstitüsüFizik Anabilim Dalı2006, Sayfa : 87ş ı ıl lemlere ve bekletmeBu çalımada, küre grafitli bir dökme demir alaş farklısıişmısürelerine tabii tutularak 16 numune elde edildi ve ıl özellikleri incelendi. Uygulamaya tabiisıtutulmuştoplam 16 farklınumunenin faz bileşenlerini ve tane büyüklüklerini belirlemekşı difraksiyon analizleri yapı ve hesaplanan tane büyüklükleri karş tıldıı rı ,amacı X-ınlarıyla ldı laşaktivasyon enerjisi ve dönüş entalpilerini belirlemek amacı DSC ölçümleri alıüm yla ndıveı rı .hesaplanan aktivasyon enerjileri karş tıldıOksitlenme veya korozyonu, dolayıyla kütlelaş sıkaybı belirlemek için TGA ölçümleri yapı , yapını ldı daki fazlarıbelirlemek amacı SEMylaanalizi alı , ıl iletkenlik katsayı nı İndı sı ları belirlemek için Isıletim Ünitesi ölçümleri yapı veldıhesaplanan ıl iletkenlik katsayı karş tıldıları ı rı .sı laşAnahtar Kelimeler: Alaşı ı , Dökme Demir, Küre Grafitli Dökmemlar, Demir-Karbon AlaşmlarıDemir.
Zamana-bağlı schrödınger denkleminin reel dalga fonksyonları cisinde çözümü ve c+h2 reaksiyonuna uygulanması
ÖZETYüksek Lisans TeziZAMANA-BAĞLI SCHRÖD NGER DENKLEM N N REEL DALGA FONKS YONLARIC NS NDEN ÇÖZÜMÜ VE C(1D)+H2 REAKS YONUNA UYGULANMASIlker ARMAĞANFırat ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüFizik Anabilim Dalı2006,Sayfa:51Bu çalışmada zamana bağlı Schrödinger denkleminin reel dalga paketi tekniği ileçözümü araştırıldı ve üç boyutta C ( 1D ) + H 2 (ν , j ) â CH (ν ı , j ı ) + H reaktif saçılma problemineuygulandı.Schrödinger denklemi toplam açısal momentum kuantum sayısının sıfır değeri için,Hamiltonyen dönüştürme tekniği kullanılarak ve sadece dalga fonksiyonunun reel kısmının yayılımısağlanarak çözüldü. Hamiltonyen operatörünün dalga fonksiyonu üzerindeki etkisi Fourier Dönüşümüve Kesikli Değişken Gösterimi teknikleri yapıldı. Dalga paketi Fourier Grid metodu ile analiz edilerekbireysel kuantum seviyeleri arasındaki reaksiyon ihtimaliyetleri hesaplandı. Capture tekniğikullanılarak J>0 durumları için diferansiyel tesir kesitleri hesaplandı. Bütün J kuantum durumlarıüzerinden diferansiyel tesir kesitleri toplanarak toplam tesir kesitleri elde edildi ve toplam tesirkesitlerinin Boltzmann dağılımına göre ortalaması alınarak saçılma hız sabitleri elde edildi.Bölüm 1 de reaksiyon kinetiği ile ilgili bazı temel kavramlar ve fiziksel anlamlarıözetlenmiştir. kinci bölümde zamandan bağımsız ve zamana bağlı hareket denklemleri çıkarıldı venükleer ve elektronik hareketin ayrdedilmesi üzerinde duruldu. Dördüncü bölümde Schrödingerdenklemi için çözüm metotları verildi. Beşinci bölümde C ( 1D ) + H 2 (ν , j ) â CH (ν ı , j ı ) + Hsaçılma problemi için üç boyutta zamana bağlı kuantum mekaniksel hareket denklemleri çıkartılmış vedenklemlerin çözümünden reaksiyon ihtimaliyetleri, toplam reaksiyon tesir kesitleri ve termal hızsabitleri için ifadeler elde edilmiştir. Altıncı bölümde ise C ( 1D ) + H 2 (ν , j ) â CH (ν ı , j ı ) + Hreaksiyonu için elde edilen sonuçlar tartışılmıştır.Anahtar Kelimeler: Reaktif Saçılma, C(1D)+H2, Tesir Kesitleri.
DSC ile termal iletkenlik ölçümü ve uygulamaları
ÖZETYüksek Lisans TeziDSC İLE TERMAL İLETKENLİK ÖLÇÜMÜ VE UYGULAMALARIMediha KÖKFırat ÜniversitesiFen Bilimleri EnstitüsüFizik Anabilim Dalı2006, Sayfa : 40Bu çalışmada teknoloji ve endüstride büyük önemi olan polimer malzemelerden PVC,PS, PP, YYPE, AYPE'nin termal iletkenliği, ısı kapasitesi, termal difüziviteleri DSC aracılığıile bulunmuştur.Termal iletkenlik değerleri 48 ºC ile 156,6ºC sıcaklıklarında; PVC için 0,128-0,099W/mºC, PS için 0,143-0,126 W/mºC, PP için 0,191-0,491 W/mºC , YYPE için 0,490-0,434W/mºC ve AYPE için 0,113-0,060 W/mºC aralıklarında bulundu. Isı kapasitesi değerleri odasıcaklığı ile 200ºC arasında; PVC için 0,576-1,752 J/gºC, PS için 1,318-2,388 J/gºC, PP için1,149-2,232 J/gºC, YYPE için 2,124-3,135 J/gºC ve AYPE için 1,788-2,516 J/gºC aralıklarındabulundu. Termal difüzivite katsayıları; 48 ºC ile 156,6 ºC sıcaklık aralığında; PVC için1,25x10-7 m2/s ile 0,62x10-7 m2/s , PS için 1,00x10-7 m2/s ile 0,623 x10-7 m2/s, PP için 1,20x10-7m2/s ile 3,2x10-7 m2/s , YYPE için 2,46x10-7 m2/s ile 1,87x10-7 m2/s , AYPE için 0,74x10-7 m2/sile 0,39x10-7 m2/s bulundu.Sonuç olarak, DSC ile elde edilen termal iletkenlik, ısı kapasitesi, termal difüziviteverileri diğer yöntemlerle elde edilen verilerle karşılaştırılmış ve bu verilerin büyük orandauygunluğu tespit edilmiştir.Anahtar Kelimeler: Termal iletkenlik, Isı kapasitesi, Termal Difüzivite, DSC, PVC,PS, PP, YYPE, AYPE
İki ve üç boyutlu Blume capel modelin dinamik davranışı
Bu çalışmada, iki ve üç boyutlu Blume Capel model, Creutz cellular automaton'dan (CCA) kare ve basit kübik örgüler için geliştirilen algoritmalar kullanılarak simüle edilmiştir. Modelin dinamik davranışı (kTC/J,D/J) faz uzayının üçlükritik, birinci derece ve ikinci derece özel noktalarında incelenmiştir. Hesaplamalar, L= 20, 40, 60, 80 ve 100 kenar uzunluklu LxL kare örgülerde ve L= 8, 10, 12, 16, 18 ve 20 kenar uzunluklu LxLxL basit kübik örgülerde periyodik sınır şartı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sonuçlara göre, model özel noktalarda farklı dinamik davranışlara sahiptir. Diğer taraftan iki ve üç boyutlu Spin-1/2 ve Spin-1 Ising modellerin düzen parametresi olasılık dağılımları kritik sıcaklıkta hesaplanmıştır. Düzen parametresi olasılık dağılımı için sonlu örgü ölçekleme ilişkisi CCA simülasyonları ile test edilmiş ve nümerik olarak doğrulanmıştır. Analitik olasılık fonksiyonlarının sabitleri kritik noktada sayısal olarak oluşturulan olasılık fonksiyonuna fit edilerek elde edilmiştir. Büyük örgü değerlerinde analitik olasılık fonksiyonu her iki model için aynı a fakat farklı c değerleriyle evrensel bir biçime sahiptir.
Yüksek frekanslı (HF) dalgaların alan şiddetinin ölçümü
ÖZETYüksek Lisans TeziYÜKSEK FREKANSLI (HF) DALGALARIN ALAN Ş DDET N N ÖLÇÜMÜN. Kubilay CEYLANFırat UniversitesiFen Bilimleri EnstitisüFizik Anabilim Dalı2007, Sayfa: 55Bu tez çalışmasında, yüksek frekans bandında gök dalgalarının yayılımı incelenmiştir.Yerküreyi çevreleyen atmosfer, sıcaklık, fiziksel olaylar ve kimyasal bileşenlere göre çeşitli bölgelereayrılır. Bu bölgelerden birisi iyonküre bölgesidir. yonküre, Güneş ışınımlarının üst atmosferiiyonlaştırması sonucu oluşan bölgeye denir. Bu bölge, Yer atmosferi içinde bulunan büyük bir plazmatopluluğunun bulunduğu yerdir. yonküre, serbest elektronlar, iyonlar ve nötr parçacıklardan meydanagelmiştir. yonküredeki elektron sayısı ile pozitif iyon sayısı hemen hemen eşittir. Bu bölge, radyodalgalarının yayılma ve yansımasında en önemli rolü oynar. Yüksek frekans (HF) bandı, iyonküreplazmasından yansıyabilecek en yüksek frekans bandıdır. HF bandından kısa ve oldukça uzunmesafelere, tekrarlayıcılara gerek duyulmadan iletişim sağlanabilir.yonküre parametrelerindeki değişim HF bandındaki yayılımı etkilemektedir. Bu parametrelerelektron yoğunluğu, çarpışma, emilim (absorption), sönümleme (fading), sinyalin iyonküreyi geçipkaçması, ortamdan ve cihazlardan kaynaklanan gürültü, kırılma indisi ve yıllara göre değişiklikgösteren güneş lekeleri sayısıdır. Yüksek frekans kullanılan bu bantta haberleşmenin verimliolabilmesi için frekans planlaması yapılır. Bu planlama uluslararası düzeyde ITU (InternationalTelecommunication Union) tarafından yapılmaktadırBu çalışmada, ITU-uyumlu HF alan şiddeti ölçüm sistemi ile Van-Erciş (39.03 ºK, 43.37 ºD) ,Erzincan (39.43 º K, 39.28 ºD) , Şanlıurfa (37.07 º K, 38.46 ºD) ve Kayseri'den (38.43 º K, 35.30 ºD)gönderilen 5.470 MHz ve 7.870 MHz HF dalgalarının sinyal şiddetleri Elazığ'da (38.7 ºK, 39.2 ºD)ölçülmüş ve sinyal şiddetlerinin günlük ve mevsimsel değişimleri incelenmiştir.Anahtar Kelimeler: Yansıma, Kırılma, Elektron yoğunluğu, Yayılım, Radyo Dalgaları.
1,3-bis (4-piperidyl )propane molekülü ve 1,3-bis (4-pyridyl) propane molekülünün serbest ve metal (II) halide komplekslerinin teorik ve deneysel olarak incelenmesi
Bu çalışmada, 1,3 bis(4-piperidil)propan, 1,3 bis(4-piridil)propan moleküllerinin titreşim frekansları ve geometrik parametreleri hesaplandı. Hesaplamalar Gaussian 03W ve GaussView programları kullanılarak HF ve DFT/ B3LYP, BLYP fonksiyonelleri, 6-311G(d,p) ve 6-31G(d) temel setler kullanılarak yapıldı. Hesaplanan titreşim frekansları ve geometrik parametreler deneysel değerler ile karşılaştırıldı.M(1,3-bis(4-piridil)propan)X2 (M: Hg ve Zn, X:Cl, Br ve I) ve Zn(4-asetilpiridin)2X2 (X:Cl, Br ve I) bileşikleri deneysel olarak elde edildi. Elde edilen bileşiklerin infrared spektrumları 400-4000 cm-1 bölgesinde ve Raman spektrumları 5-3500 cm-1 bölgesinde kaydedildi. Hazırlanan bu bileşiklerin C, N ve H elemental analiz sonuçları verildi. Serbest ligand molekülleri ile bileşik yapıdaki ligand molekülünün titreşim frekansları karşılaştırıldı. Bileşiklerin titreşim frekans değerlerinde serbest ligand frekanslarına göre kaymalar belirlendi. Bu kaymaların metale bağlı olarak değiştiği ve ligandın iç titresimleri ile M-N bağı titreşimleri arasındaki mekanik çiftlenimden kaynaklandığı anlaşıldı.M(1,3-bis(4-piridil)propan)X2 (M: Hg ve Zn, X:Cl, Br ve I) ve Zn(4-asetilpiridin)2X2 (X:Cl, Br ve I) bileşiklerinin titreşim frekansları ve geometrik parametreleri Gaussian 03W ve Gaussview 3.1 paket programları yardımıyla hesaplandı. Hesaplamalar DFT/B3LYP fonksiyonel, LANL2DZ ve SDD temel setler kullanılarak yapıldı. Teorik olarak hesaplanan titreşim frekansları ve geometrik parametreler X-ışınları verileri ile karşılaştırıldı.
Furanil oksazol ve furanil izoksazol moleküllerinin yapısal, elektronik ve çizgisel olmayan optik özelliklerinin teorik incelenmesi
Bu çalışmada furanil oksazol ve furanil izoksazol moleküllerinin 12 tane izomerinin yapısal, titreşimsel, elektronik ve çizgisel olmayan optik özellikleri hesaplanmıştır. Hesaplamalarda yoğunluk fonksiyonu teorisinin Becke üç parametreli enerji fonksiyoneli (B3LYP) yaklaşımı 6-31++G(2d,p) temel seti ile kullanılmıştır. B3LYP/6-31++G(2d,p) modeli kullanılarak öncelikle moleküllerin geometrik optimizasyonları yapıldı ve optimize geometride moleküllerin elektronik enerjileri, dipol momentleri, moleküler orbital enerji farkları (HOMO-LUMO) ile polarizebiliteleri, anizotropik polarizebiliteleri ve hiperpolarizebiliteleri hesaplandı. Hesaplamalarda GAUSSIAN 03W paket programı kullanıldı.
Single trapped atom system and its applications in quantum thermal machines
A quantum heat engine is a machine that converts thermal energy to work by following the quantum mechanics laws. In this thesis, I investigate single atom-field interaction and its applications in quantum thermal machines. I show the possibility of exploiting thermodynamic processes for enantiomer detection, which are chiral molecules that exist in right-handed and left-handed conformations. A quantum Otto cycle is employed, in which a chiral molecule described by a three-level system with cyclic optical transitions is considered a working medium. I demonstrate that left and right-handed molecules can be distinguished by evaluating the work distribution in the Otto cycle. Also, I show how quantum signatures can appear in a single-atom heat engine consisting of an atom confined in a tapered trap and subject to hot and cold thermal reservoirs. It is found that lowering the temperature is insufficient to make the single-atom engine of Ref. [Roßnagel et al., 2016] a genuine quantum-enhanced heat engine. I show that it is necessary to make the trap more asymmetric and confined to ensure that quantum correlations cause an enhancement in the power output. A method is presented to generate a dipole trap with a radius of the sub-diffraction limit, which makes the atom more confined. Moreover, I indicate that the single atom-field coupling strength is improved by reducing the trap's radius.
Fenantrolin komplekslerinin dielektrik özelliklerinin incelenmesi
Bu tezde, 1,10-Fenantrolinin komplekslerinin X-ışını difraksiyonu, AC elektriksel iletkenliği ve dielektrik özellikleri incelendi. X-ışını difraksiyon sonuçlarından numunelerin triklinik bir kristal yapıya sahip olduğu belirlendi. Numunelerin AC iletkenliklerinin frekansla değişimi, elektriksel iletim mekanizmalarının bariyer sıçrama modeliyle tanımlanabileceğini gösterdi. Farklı frekanslar için elektriksel aktivasyon enerjisi değerleri AC iletkenliğin sıcaklıkla değişiminden belirlendi ve frekanstaki artışla azaldığı bulundu. Numunelerin dielektrik özellikleri frekans ve sıcaklığın bir fonksiyonu olarak araştırıldı. Dielektrik parametrelerin frekansla azaldığı ve sıcaklıkla belirli bir değere kadar arttığı ve sonra azaldığı gözlemlendi. Anahtar Kelimeler : Dielektrik özellik, AC iletkenlik, 1,10-Fenantrolin.
He+CaH(v,j) reaksiyonunun zamana bağlı kuantum dinamigi
Bu çalısmada zamana bağlı kuantum dalga paketi metodu 3 boyutta He+CaH(?,j)?He+CaH(?',j') reaksiyonuna uygulandı. Bu metod zamana bağlı Schrödinger denkleminin çözümüne dayanmaktadır. Zamana Bağlı Schrödinger denklemi bir baslangıç değer problemi olup Fourier Grid metodu kullanılarak çözülür. Bununla birlikte, dalga fonksiyonunun potansiyel enerji yüzeyi üzerindeki yayılımı kompleks Chebychev polinomları cinsinden bir açılımla yapılır. Dalga fonksiyonunun yayılımı suresince Hamiltonyen operatörünün dalga fonksiyonu üzerinde defalarca etkisinin hesaplanması gerekmektedir. Bireysel kuantum seviyeleri arasındaki geçis olasılıkları ve üretim kanalındaki dağıtımlar çarpısma enerjisinin sınırında toplam açısal momentumun J=0 değeri için hesaplanmıstır. ?ntegral tesir kesitlerinin hesaplanması için bütün J ? 0 değerleri için geçis ihtimalleri basit J-Shifting yaklasımı ile belirlenmis, elde edilen integral tesir kesitlerinden ya da Uniform J-Shifting yaklasımı kullanılarak reaksiyon hız sabitleri elde edilmistir. Anahtar Kelimeler: ?nelastik Saçılma, Reaksiyon Dinamiği, geçis ihtimaliyetleri. Tesir kesitleri, Hız Sabitleri.
Organik yarı iletken fotodiyotların hazırlanması ve optoelektronik özelliklerinin araştırılması
Bu çalışmada, farklı organik yarıiletken fotodiyotları hazırlandı. Hazırlanan diyotların karanlık ve aydınlatma şartları altında akım-voltaj ölçümleri yapıldı. Akım-voltaj karakteristiklerinden, idealite faktörü, açık devre voltajı, doldurma faktörü, seri direnç ve şönt direnci gibi elektronik parametreler hesaplandı. ITO camı üzerine yapılan organik yarıiletken fotodiyotların idealite faktörü değerleri, silisyum altlığın üzerine yapılan organik yarıiletken diyotlarınkinden büyük bulundu. Diyotların ters besleme akımı aydınlanma şiddeti ile önemli ölçüde arttı. Bu da diyotların bir fotovoltaik davranış sergilediğini gösterir. Hazırlanan diyotların elektronik parametreleri temizleme işlemi, farklı çözücüler ve organik malzemeler kullanılarak geliştirildi. Anahtar Kelimeler: Organik yarıiletkenler, metal/yarıiletken kontaklar, fotodiyot, fotovoltaik etki.
Sıvı kristallerin elektro-optik ve faz geçişi özellikleri
Bu çalışmada, farklı polimerler katkılandırılmış 4-siyano-4'-n-pentilbifenil sıvı kristalinin elektro-optik ve faz geçişi özellikleri araştırıldı. Sıvı kristallerin dielektrik anizotropi ve dielektrik relaksasyon özellikleri dielektrik sepktroskopi metodu ile analiz edildi. Dielektrik anizotropi özellikleri polimer katkılamasıyla değişti. Sıvı kristallerin dielektrik relaksasyon mekanizması Debye tipi relaksasyon mekanismasıdır. Faz geçiş sıcaklıkları dielektrik-sıcaklık metodu ile belirlendi. Sıvı kristallerin elektro-optik ve faz geçişi özelliklerinin polimer katkılamasıyla değiştiği gözlendi. Anahtar Kelimeler: Sıvı kristal, dielektrik anizotropi, polimer, faz geçişi
Lazerin polimer, boya maddesi ve karbon tanecikleri katkılandırılmış sıvı kristallerin dielektrik anizotropi özellikleri üzerindeki etkisinin araştırılması
Bu çalışmada, 4-siyano -4'-n-heptilbifenil sıvı kristali polimer, boya ve karbon nanotüp malzemeleriyle katkılandırıldı. Hazırlanan sıvı kristallerin dielektrik anizotropi özellikleri dielektrik spektroskopisi yöntemiyle araştırıldı. Laser aydınlatması polimer, boya ve karbon nanotüp katkılandırılmış sıvı kristallerin dielektrik anizotropi değerlerini nasıl değiştirdiği incelendi. Sıvı kristallerin dielektrik mekanizması Cole ve Cole eğrileri ile analiz edildi. Sıvı kristallerin elektriksel iletkenliğinin dik ve paralel bileşenleri frekansın bir fonksiyonu olarak ölçüldü. Sıvı kristallerin karanlık ve aydınlık şartlar altında akım-voltaj karakteristikleri araştırıldı. Sonuç olarak, polimer boya ve karbon nanotüp katkılandırılmış sıvı kristallerin dielektrik parametreleri ve dielektrik anizotropi değerleri lazer etkisi ile değiştiği gözlendi. Anahtar Kelimeler: Sıvı kristal, lazer, dielektrik anizotropi, polimer, boya, karbon nanotüp.
Nano yapılı amorf metallerin durum denklemlerinin moleküler dinamik yöntemi ile belirlenmesi
Durum denklemleri, maddelerin termodinamik parametrelerini hesaplamak için kullanılmaktadır. Moleküler dinamik benzetim metotları, analitik yaklaşımlara alternatif olarak bu hesapları yapmak için kullanılabilir. Bu tez çalışmasında, moleküler dinamik benzetim metodu kullanılarak, nikel ve bakır metalleri için izoterm ve izobar eğrileri elde edilmiştir. Nikel sisteminin atomları arasındaki fiziksel etkileşmeler Voter-Chen tipi gömülmüş atom metodu ile, bakır metali için de Johnson tipi gömülmüş atom metodu kullanılarak modellenmiştir. Çalışmalarda, periyodik sınır şartlarının kullanıldığı ve kullanılmadığı iki grup moleküler dinamik benzetimi gerçekleştirilmiştir. Sınır şartlarının kullanıldığı sistemler ?hacimli - bulk? olarak, sınır şartlarının uygulanmadığı sistemler ise ?nano yapı? olarak isimlendirilmiştir. Her iki grup çalışmada da, hızlı soğutma tekniği kullanılarak elde edilmiş amorf yapılar incelenmiştir. Nikel metali için 108 - 6912 arasında atom bulunduran nano yapıların ve aynı şekilde bu sistemlerin amorf fazlarının termodinamik özellikleri incelenmiştir. Bu yapıların atom sayısına bağlı entalpi ve potansiyel enerji değişimleri karşılaştırmalı olarak tartışılmıştır. Elde edilen verilerden V=f (P, T) denklemleri ve yüzey grafikleri oluşturuldu. Sonuçlar, Vinet, Birch-Murnaghan ve Davydov durum denklemleri ile karşılaştırılarak tartışıldı. Moleküler dinamik yöntemle belirlenen sonuçların analitik hesaplamalarla tutarlı olduğu görüldü. Ayrıca, nano yapılı amorf sistemlerin hacimlerini belirlemek için farklı bir yöntem denendi ve uygun sonuçlar ürettiği görüldü. Buna göre, nano yapılı sistemlerin hem hacimli kristal yapılara göre hem de amorf fazlı yapılarına göre daha yoğun yapılandıkları tespit edildi. Anahtar Kelimeler: Moleküler dinamik benzetimi, durum denklemleri, amorf yapılar, nano yapılar, termodinamik parametreler.
Au/n-CdTe yapıların elektriksel ve optiksel özellikleri
Bu çalışmada, 10x10x0,5 mm boyutlarında, (111) yönelimli, n-tipi CdTe yarıiletken üzerine buharlaştırma metodu ile Au/n-CdTe yapılar oluşturuldu. Hazırlanan bu yapıların 150-350 K sıcalıklık aralığında akım-voltaj (I-V) karakteristikleri belirlendi. Schottky diyotların engel yüksekliği, idealite faktörleri ve bazı diğer parametreleri farklı ışık frekans aralıklarına sahip ışık filtreleri kullanılarak hesaplandı. Schottky diyotların engel yüksekliği oda sıcaklığında 0,35 eV elde edildi. Engel yükseklikleri ve idealite faktörlerinin ışık frekansı ile değiştiği gözlendi. Oda sıcaklığında I-V karakteristiklerinden hesaplanan engel yüksekliklerinin artan ışık şiddetiyle azaldığı bulundu.
Skalerizasyonun teorik ve gözlemsel testleri
Scalarization is a phenomenon that occurs in certain modified gravity theories where the scalar field spontaneously grows in the vicinity of compact objects. This allows the theory to closely resemble general relativity in weakly gravitating environments and deviate from it in systems where gravity is strong. At the linear level, it manifests as a Tachyonic instability. This thesis will study this phenomenon using theoretical and observational tools. The first part of the thesis will be based on observations where we will introduce a technique that can test scalarization using neutron star mass and radius measurements. More specifically, we will show that the theory parameters of two scalarization models, the scalar-Gauss-Bonnet Model (sGB) and the Damour and Esposito-Farèse (DEF) model, can be constrained using neutron star mass-radius data. We will show that this method successfully constrains the sGB model, but the same is not always true for the DEF model. In the second part, we will examine theoretical tools to test ideas inspired by scalarization. Namely, we will show that a straightforward generalization of scalarization to vectors, named vectorization, suffers from not only tachyonic instability but also ghost instability. This leads to the likely conclusion that such generalizations are unphysical, which enables us to rule out most such theories by purely theoretical means.
Investigation of the continuous-wave and pulsed operation of emerging thulium ion-doped laser media around 2000 nm and preparation of ZnS and ZnSe host materials
In recent years, there has been a significant development in thulium ion-doped solid-state gain media capable of generating tunable, coherent laser radiation near 2000 nm. These lasers can operate in continuous-wave (CW), pulsed, and mode-locked modes, and have found applications in various fields such as surgery, spectroscopy, and pumping of mid-infrared optical parametric oscillators. This thesis focuses on successful demonstration of self-Q-switched (SQS) operation of a thulium- doped lutetia (Tm3+:Lu2O3) ceramic laser operating near 2 μm. By optimizing the cavity focusing, SQS operation was achieved at different discrete curved mirror separations without the need of an external modulator. This resulted in the generation of 9.7 μs pulses at the wavelength of 2091 nm and at the repetition rate of 26.7 kHz with 632 mW of pump power at 776 nm. Moreover, a carefully designed resonator was employed to enable low-threshold CW operation with a lasing threshold pump power as low as 33 mW. The CW Tm3+:Lu2O3 ceramic laser exhibited a wide tuning range between 2073 and 2235 nm. This novel achievement paves the way for the development of highly efficient and versatile laser systems in the mid-infrared spectral region. This research also focuses on various synthesis methods for producing thulium ion-doped ZnSe and ZnS solid-state gain media. Currently, single crystal and ceramic laser hosts are manufactured using methods such as the Czochralski process, Floating Zone, and chemical vapor deposition, which are time-consuming, expensive, and involve the use of hazardous chemicals. Alternative methods, including chemical vapor transport (CVT), vertical Bridgman technique for growing single crystals, and spark plasma sintering for producing polycrystalline sampless, have been explored. Herein, ZnSe crystals were successfully obtained from ball-milled powders using the Bridgman technique. The CVT method, by using prereacted powders, resulted in a relatively high optical transmission of up to 40% for a 1.8 mm thick sample. Additionally, we explored the potential of thulium doping through high-energy ball milling as a technique to synthesize gain media for these crystals.
Yalıtkan tabakalı Al/p-Si Schottky diyotlarda elektriksel karakteristiklerin sıcaklığa bağlı incelenmesi
Bu çalışmanın amacı, yalıtkan tabakası steril cam bir kutu içinde oda sıcaklığında uzun bir süre bekletilerek doğal olarak oluşturulmuş Al/p-Si Schottky diyotların (SD) temel elektriksel parametrelerinin elde edilmesidir. Bu diyotlar aynı şartlarda aynı Si çeyrek yaprak (wafer) üzerinde üretilmişlerdir. Öncelikle bu diyotların Schottky engel yüksekliği ( ? B), idealite faktörü (n), arayüzey durum yoğunlukları (Nss) ve seri direnci (Rs) gibi temel elektriksel parametreleri, deneysel akım-voltaj (I-V), kapasitans-voltaj (C-V) ve iletkenlik-voltaj (G/w-V) ölçümlerinden elde edilmiştir. Ayrıca etkin engel yüksekliğinin ( ? e) voltaja bağımlılığı göz önüne alınarak, Al/p-Si SD' lar için Nss' lerin enerji dağılım profilleri oda sıcaklığındaki I-V verilerinden elde edildi. Hem doğru beslem I-V hem de ters beslem C-2-V verilerinden elde edilen temel diyot parametreleri diyottan diyota değiştiği için bir Gaussian fonksiyonu ile fit edilmiştir. Ayrıca bu diyotlar arasından seçilen örnek bir Al/p-Si SD için I-V karakteristikleri 80-300 K sıcaklık aralığında incelenmiş ve diyotun akım iletim mekanizmaları hakkında bilgi edinilmiştir.Deneysel sonuçlar, metal-yarıiletken (MY) arasındaki yalıtkan tabakanın varlığının, arayüzey durumlarının, engel yüksekliklerindeki homojensizliklerin ve seri direncin yapının elektriksel karakteristikleri üzerinde önemli bir rol oynadığını göstermiştir.
On networks and their applications: Stability of gene regulatorynetworks and gene function prediction using autoencoders
We prove that nested canalizing functions are the minimum-sensitivity Boolean functions for any activity ratio and we determine the functional form of this boundary which has a nontrivial fractal structure. We further observe that the majority of the gene regulatory functions found in known biological networks (submitted to the Cell Collective database) lie on the line of minimum sensitivity which paradoxically remains largely in the unstable regime. Our results provide a quantitative basis for the argument that an evolutionary preference for nested canalizing functions in gene regulation (e.g., for higher robustness) and for elasticity of gene activity are sufficient for concentration of such systems near the "edge of chaos." The original structure of gene regulatory networks is unknown due to the undiscovered functions of some genes. Most gene function discovery approaches make use of unsupervised clustering or classification methods that discover and exploit patterns in gene expression profiles. However, existing knowledge in the field derives from multiple and diverse sources. Incorporating this know-how for novel gene function prediction can, therefore, be expected to improve such predictions. We here propose a function-specific novel gene discovery tool that uses a semi-supervised autoencoder. Our method is thus able to address the needs of a modern researcher whose expertise is typically confined to a specific functional domain. Lastly, the dynamics of unorthodox learning approaches like biologically plausible learning algorithms are investigated and found to exhibit a general form of Einstein relation.
AlGaN/GaN temelli yüksek elektron hareketlilikli transistörlerin (HEMT) elektron ve manyeto iletim özellikleri
Bu çalışmada AlGaN/GaN ve AlGaN/AlN/GaN/AlN yapısına sahip 6 numunenin elektron iletim ve manyeto iletim özellikleri incelendi. Özdirençleri 22 ? 350 K sıcaklığı arasında, Hall hareketliliği ve Hall taşıyıcı yoğunlukları aynı sıcaklık aralıklarında 0 ? 1,5 T manyetik alan altında ölçülmüştür. Manyeto iletim sonuçları, Nicel Hareketlilik Spektrumu Analizi (QMSA) yöntemi kullanılarak analiz edilmiş ve numunelerdeki 2-boyutlu ve 3-boyutlu iletim mekanizmaları birbirlerinden ayrıştırılmıştır. Hall ölçüm sonuçları ve QMSA ile ayrıştırılmış 2-boyutlu iletim mekanizmasına ait sonuçlar ayrı ayrı saçılma analizlerinde ve katmanlar arası gerginlik hesabında kullanılmış, aralarındaki fark irdelenmiştir. Yapılan analizlerle, 2-boyutlu iletimin gerçekleştiği kuvantum kuyusunun genişliği, iletimin gerçekleştiği arayüzeyin bozukluğu ve gerginlikleri hesaplanmıştır. Yapısal özelliklere ait bu parametrelerin başarılı tayini, ileride elektriksel özellikleri daha iyi numunelerin üretilmesine yol gösterecektir.
Standart modelde Higgs mekanizmasının ve bozunumlarının incelenmesi
Bu çalışmada, Standart Model kuramının evren için neyi ifade ettiği ve nasıl çalıştığı, Higgs mekanizmasının bu kuram içerisinde nasıl işlediği ve parçacıklara nasıl kütle kazandırdığını, Standart Model Higgs Bozonunun özellikleri, çiftlenimleri, kütle sınırlaması ve bozunumları tartışılmıştır. Ayrıca hadron çarpıştırıcılarında baskın olacak bazı bozunum modları için Higgs kütlesinin 50GeV ila 1000GeV aralığına karşılık gelen matris elemanı hesaplamaları, bozunum genişliği ve dallanma oranı hesaplamaları yapılmıştır. Bulunan sonuçlar ve bunlara göre çizilen grafiklerimiz, literatürde belirtilen hesaplar ve grafiklerle uyumlu olduğu gözlenmiştir.
Proton hızlandırıcılarının nükleer uygulama alanları ile protonlarla oluşturulan nükleer reaksiyon tesir kesitlerinin incelenmesi
Bu çalışmada, bir proton hızlandırıcısının temel çalışma prensipleri ile proton hızlandırıcılarının nükleer uygulama alanları proton gelme enerjileri göz önüne alınarak incelendi. 1-2 MeV'den 1,5 GeV'e kadar gelme enerjili protonlarla oluşturulan nükleer reaksiyon tesir kesitleri, denge ve denge öncesi reaksiyon modelleri kullanılarak hesaplandı. Literatürden elde edilen deneysel değerlerle teorik hesaplamalar karşılaştırılarak bir proton hızlandırıcısına ait radyoizotop üretimi ve hedef seçimi için optimum enerji aralıkları belirlendi. Ayrıca, önceden Tel ve ark. tarafından nötron giriş reaksiyonları için geliştirilen yarı deneysel (semi-empirical) tesir kesiti formülleri proton giriş reaksiyonları için Coulomb etkisini de içerecek şekilde elde edildi. Proton giriş reaksiyonları için önerilen yeni yarı deneysel formüller ve bu formüle ait elde edilen yeni katsayılar sonuçlar kısmında tartışıldı.
Au/SiO2/n-GaAs (MOY) yapıların elektrik ve dielektrik karakteristiklerinin frekans ve sıcaklığa bağlı incelenmesi
Au/SiO2/n-GaAs (MOS) yapıların; seri direnç (Rs), arayüzey durumları (Nss) ve ac elektrik iletkenlik ( ? ac) gibi elektriksel karakteristikleri ile dielektrik sabiti ( ? '), dielektrik kayıp ( ? "), dielektrik kayıp tanjantı (tan ? ), reel ve imajiner elektrik modülü ( ? ' and ? ") gibi dielektrik özelliklerinin frekans, sıcaklık ve oksit tabaka kalınlığına bağımlılığı, 80-350 K sıcaklık aralığında değişik frekans ve oksit tabaka kalınlıkları için deneysel kapasitans-voltaj (C-V) ve kondüktans-voltaj (G/w-V) ölçümleri kullanılarak araştırıldı. Deneysel sonuçlar göstermiştir ki; özellikle yüksek sıcaklık ve düşük frekanslarda, arayüzey durum yoğunluğunun (Nss) dağılımı ile gevşeme zamanı ?? ve arayüzeyin termal olarak yeniden yapılanmasına bağlı olarak C ve G/w değerleri frekans, sıcaklık ve oksit tabaka kalınlığına oldukça bağımlıdır. Au/SiO2/n-GaAs (MOS) yapısının Rs ve Nss değerleri sırasıyla Nicollian ve Hill-Coleman metotları kullanılarak hesaplanmış olup bu değerler artan frekansla azalmaktadır. Artan sıcaklıkla azalan seri direnç, artan oksit kalınlığına bağlı olarak lineer olarak artmaktadır. Dielektrik sabiti, dielektrik kayıp, kayıp tanjant ve elektrik modülünün frekans, sıcaklık ve oksit tabaka kalınlığının kuvvetli bir fonksiyonu olduğu bulundu. ?', ?'' ve tan? değerleri artan frekansla azalırken reel ve imajiner elektrik modülü artan frekansla artmaktadır. Ayrıca, ?' ve ?'' artan sıcaklıkla artarken, reel ve imajiner elektrik modülü artan sıcaklıkla azalmaktadır. Artan oksit kalınlığına bağlı olarak dielektrik sabiti ?? ' değerleri azalırken, tan ?? ve elektrik modülünün imajiner bileşeni olan M" değerleri artmaktadır.
Radyasyon sayacı geliştirilmesi ve çeşitli ortamlarda radyasyon ölçümü
Bu çalışmada, Siemens BPW-34 silisyum PIN fotodiyodunun radyasyon detektörü olarak kullanılmasıyla uouz ve taşınabilir bir radyasyon sayası tasarlanmış ve çeşitli radyasyon ortamlarında ölçümler alınmıştır. Sayaç, detektör ve elektronik birimler olmak üzere iki bölümde gerçekleştirilmiştir. Detektör, üç tane BPW-34 fotodiyodu paralel bağlanarak bir prob halinde yapılmıştır. Sayacın analog devre birimleri, Thomson'un LF 357 ve RCA'nın CA 3130 işlemsel yükselteçleri ile, dijital devre birimleri ise genel amaçlı dijital entegre devreler kullanılarak yapılmıştır. Sayaç sisteminin elektriksel kalibrasyonundan sonra radyasyon testleri uygulanmış ve bunların sonucunda; diskriminatör girişindeki gürültü pulslarının genliği 40 mV ve ölü zamanın 30 (Is olduğu ayrıca radyasyon testlerinden de 0,535 MeV enerjili (J-parçacıkları için mrad/h başına 0,170 say/sn, 1,25 MeV enerjili gama ışınları için mR/h başına 2,53 say/sn verim değerleri gözlenmiş ancak ö- parçacıkları için belirgin bir sayım gözlenememiştir. Anahtar Kelimeler : Radyasyon deteksiyonu, PIN yapısı, duyarlı alan, geçiş tabakası, analog devreler, dijital devreler, ölü zaman, gürültü pulsları.
Quantum superposition phenomena in chemistry within the perspective of quantum information theory
In light of the first quantum revolution, our understanding of chemical bonding was enhanced by explaining covalent bonds through a quantum superposition of overlapping atomic orbitals between two atoms. On the other hand, the second quantum revolution showed that quantum superposition and its special forms, such as quantum correlations, are essential for the deep understanding of some physical processes, and they can also be used as a resource, like energy, in emerging quantum technologies. This thesis aims to delve into understanding chemical phenomena using the latest tools of quantum information theory that drive the second quantum revolution. In the first part, we introduced the concept of orbital discord from the perspective of the fermionic quantum information theory, which enables us to present the first proper and additive decomposition of the total orbital correlations into its classical and quantum parts. Our analysis of three representative molecules showed that in some instances, quantum orbital correlations can surpass their classical counterparts and survive even without orbital entanglement. In the second part, we investigate the concept of aromaticity, a multi-atom bonding phenomenon arising from the delocalization of electrons in closed-loop atom structures. To do that, we describe the delocalization of electrons in the $\pi$-electronic structures of archetypal monocyclic aromatic molecules as the superposition in overlapping atomic orbitals. Our findings reveal that the biorthogonal representation of atomic orbitals accurately captures the aromaticity order of these molecules, whereas its superposition in nonorthogonal representation mostly falls short due to neglecting the overlaps between atomic orbitals.
N-pentylamine molekülünün yapısının ve titreşimsel spektrumunun teorik olarak incelenmesi
Bu çalışmada, N-Pentylamine molekülünün geometrik parametreleri ve titreşim frekansları Gaussian 03 programıyla, Hartree-Fock (HF) teorisi, Yoğunluk Fonksiyonu Teorisi'nde (DTF) B3LYP ve BLYP fonksiyonelleri kullanılarak hesaplandı. Bu hesaplamalarda 6-31G(d) baz seti kullanıldı. Bu titreşim frekanslarının işaretlemeleri yapılarak frekanslara ait infrared şiddertleri belirlendi. Teorik olarak hesaplanan frekanslarla deneysel frekanslar birbiriyle karşılaştırılarak korelasyon grafikleri çizildi. Bu grafikler yardımı ile hesaplama metotları arasında karşılaştırmalar yapıldı. HF metodu ile yapılan frekans hesaplamaların daha iyi sonuç verdiği gözlendi.
Exceptional points in real potential scattering
Exceptional points are non-Hermitian degeneracies that appear in parameter-dependent eigenvalue problems, where two or more eigenvalues and their corresponding eigen- vectors coalesce. These types of degeneracies can only be observed in non-Hermitian operators, which leads to the idea that exceptional points are exclusive to open quantum systems. We utilized the dynamical formulation of stationary scattering to study the scattering of waves by two- and three-dimensional finite-length waveg- uides filled with inactive and lossless material. With this formulation, the transfer matrix for these higher-dimensional setups is associated with the pseudo-Hermitian Hamiltonian of a two-level effective quantum system. This Hamiltonian is related to the transfer matrix by a function that exhibits exceptional points. Although these scattering setups are modeled by real potentials, we demonstrate that exceptional points can have a physical effect in these systems. Moreover, we use the compo- sition property of the transfer matrix to solve the scattering problem for a system consisting of multiple finite waveguides and show that exceptional points also have physical realizations at these points.
Probabilistic investigation of non-equilibrium neural network and decision-making models
The Prisoner's Dilemma game (PDG) is commonly used as an experimental tool to study the probabilistic aspects of human decision-making. Numerous behavioral tests have been undertaken over an extended period of time to investigate this game, revealing a consistent contravention of the well-established "sure thing principle." This concept holds significant importance within the rational theory of decision-making. The violation in question can be elucidated by quantum probabilistic models, which attribute it to a second-order interference phenomenon. This particular effect is outside the scope of explanation provided by classical probability theory. In this study, we utilize the framework of generalized probabilistic theories and analyze the phenomenon of interference from the perspective of quantum information theory in order to ascertain its origin. Specifically, we propose a modification to an established quantum probabilistic model by employing the density matrix formalism. We investigate varying levels of classical and quantum uncertainty pertaining to a player's anticipation of another player's action in the Prisoner's Dilemma Game (PDG). This allows us to illustrate that the presence of quantum coherence in the player's initial prediction and its conversion to probabilities during the dynamics is what enables the explanation of the violation. Furthermore, we explore the significance of additional quantum information-theoretical measures, such as quantum entanglement, in the process of decision-making. In conclusion, we put forth a novel expansion of the Probability Distribution Generator (PDG) framework, encompassing three distinct choices. This extension aims to facilitate a comprehensive evaluation of the predictive capabilities of quantum probability theory in comparison to a broader probabilistic theory that encompasses it as a specific instance while also demonstrating third-order interference phenomena. Physicists have been trying to use Fokker-Planck equations (FPE) in modeling the SGD training process. Through a mathematical model using FPE solutions for a stationary state in a noisy environment, we described the process of minibatching. One of our challenges during this project was constructing a simple, physical model which relates the minibatch noise to a general form of coordinate translation in the n-dimensional phase space to reproduce the observed stationary state. In my project, I showed that one could reproduce it by applying a simple shift in the space as source noise generated from a multivariate normal distribution. Our results demonstrate that the character of the noise determines whether the system ends up in a Boltzmannian or non-Boltzmannian stationary state. In addition, I used MNIST data set and trained them in Julia by minibatching to see how ML on an actual data set can result in stationary states predicted by our model. Indeed, reproducing the observed stationary state requires checking the properties of the covariance matrix, probability current, and diffusion matrix.
III-V grubu bileşiklerin elektrik / elektronik özelliklerine dislokasyonların elastik zorlanma enerjisinin etkisinin incelenmesi
Bu çalışmada. n-GaAs(l 00) düzlemine salıip yarı iletken taban kullanıldı ve 300 K de yüzey üzerine farklı indentasyonlar uygulanarak 60° dislokasyonlar oluşturuldu. İlk olarak, n-GaAs(100) yan iletken taban 1 ; HN03. 2 ; H20 çözeltisinde 20 °C de 15 dakika kimyasal olarak dağlandı. Optik ve elektron mikroskopik incelemeden dislokasyon yoğunluğu 5xl09 nr2 olarak bulundu. 100 gr, 200 gr ve 300 gr indentasyon uygulandıktan sonra dislokasyon yoğunlukları sırasıyla 8.15xl014 m-2, 32.89xl014 m-2, 74.21xl014 m"2 bulundu. İndentasyon ile oluşturulan 60° dislokasyonun birim uzunluğu başına enerjisi bilgisayar programı kullanılarak 84 mJ/m2 olarak hesaplandı. Indentasyonlu ve indentasyonsuz n-GaAs(100) yüzeyleri üzerine metal yan iletken kontaklar yapıldı, indentasyon ve 60° dislokasyonların etkisini belirlemek için 300 K ve 77 K sıcaklıklarında I-V ve C-V karakteristikleri incelendi İndentasyonsuz numunede engel yüksekliği, tyBa ; difözyon potansiyeli }Vd ; taşıyıcı yoğunluğu, Nd ; fazlalık kapasitesi " C0 ; Schottky diyod seri direnci " R ; idealite faktörü n sırasıyla0.68eV, 0.8 eV, 2.25x1ü23 nr3, llOpF, 22.3 ohm, 1.119 olarak bulundu. Indentasyonlu metal-yarı iletken kontaklar için I-V ve C-V karakteristiklerinden 300 K de ({^, Vd, Nd. C0. R, n değerleri sırasıyla 0.70-0.95 eV. 0.92-1.25 eV » 2.19x1023 -1.92xl023 m'3, 230-295 pF, 47-101 ohm, 1.3-2.38 olarak ve 77 K de ise «^, Vd. Nd. C0 değerleri sırasıyla 0.90-1. 15 eV, 1.05-1.32 eV, 1.86xl022 -1.39X1022 m'3, 240-340 pF olarak bulundu. Bu sonuçlardan, indentasyon oranı arttıkça <^, Vd, C0, R ve n değerlerinin arttığı ve Nd hin azaldığı görüldü. I-V ve C-V karakteristiklerinde dislokasyon yoğunluklan ve indentasyon oranı ile ilişkili histeresizler gözlendi. Ayrıca artan dislokasyon yoğunluğu ve indentasyon oranı ile yarı iletkenin fermi düzeyi üzerindeki enerji aralığında bir artışm olduğu belirlendi ANAHTAR KELİMELER : Dislokasyon, Schottky kontak, m - V grubu bileşik. GaAs, Metal-yarı iletken kontak Engel yüksekliği.indentasyon
71Ga, 75As, 115In, 152Sm, 158Gd, 164Dy, 170Er, 179Hf izotoplarının (n,?) tepkimeleri için etkin rezonans enerjilerinin çift monitör yöntemi ile belirlenmesi
Bu tezde, epitermal nötron spektrumu bölgesinde gözlenen çok sayıdaki rezonans enerjisi yerine kullanılabilecek etkin bir rezonans enerjisinin deneysel olarak belirlenmesi amaçlanmıştır. Etkin rezonans enerjilerinin deneysel olarak belirlenmesinde, üstün rezonans özellikleri olan 55Mn ve 98Mo izotoplarının, çift monitör olarak kullanılması önerilmiştir. Önerilen çift monitör yöntemi ile 71Ga(n,?)72Ga, 75As(n,?)76As, 115In(n,?)116mIn, 152Sm(n,?)153Sm, 158Gd(n,?)159Gd, 164Dy(n,?)165Dy, 170Er(n,?)171Er ve 179Hf(n,?)180mHf tepkimelerinin etkin rezonans enerjileri deneysel olarak belirlenmiştir. Toz halindeki numuneler, 241Am-Be nötron kaynağından (aktivitesi: 3x592 GBq) elde edilen izotropik nötron alanında ışınlanmıştır. Numuneler, termal nötronların etkisine karşı, 1 mm kalınlıklı Cd silindirik kılıf içinde ışınlanmıştır ve elde edilen aktiviteler, p tipi, eş eksenli ve bağıl verimi %120,8 olan bir HPGe dedektörde ölçülmüştür. Gama öz soğurulması (Fg), termal nötron öz soğrulması (Gth) ve epitermal nötron öz soğurulması (Gepi) için gerekli düzeltme faktörleri hesaba katılmıştır. Gerçek eş zamanlı çakışma toplama etkileri (true coincidence summing effect) nedeniyle olabilecek sayım kayıplarının elimine edilmesi veya en aza indirgenmesi için numuneler sayım sırasında, dedektörden 10 cm uzakta tutulmuştur. Deneysel verilerin değerlendirilmesinde, ölçümlerde Cd-oranı karşılaştırma yöntemi kullanılmıştır. İncelenen tepkimelerin Er değerleri, sırasıyla 71Ga(n,?)72Ga için 174±36 eV, 75As(n,?)76As için 112±23 eV, 115In(n,?)116mIn için 1,58±0,33 eV, 152Sm(n,?)153Sm için 8,65±1,80 eV, 158Gd(n,?)159Gd için 49,6±10,4 eV, 164Dy(n,?)165Dy için 225±47 eV, 170Er(n,?)171Er için 129±27 eV ve 179Hf(n,?)180mHf için 17,0±3,5 eV olarak belirlenmiştir. İncelenen izotoplar için literatürde deneysel olarak belirlenen Er değerleri olmadığından ölçülen değerler, güncel rezonans verileri kullanılarak kuramsal yaklaşımlarla hesaplanan Er değerleri ve daha önce hesaplanmış kuramsal değerler ile karşılaştırılmıştır. Çalışma sonucunda, incelenen izotoplar için ölçülen Er ile teorik hesaplamayla elde edilen Er değerleri, %0,6 ile %15 arasında uyuşmaktadır. Ancak, 164Dy(n,?)165Dy için ölçülen değer, eski literatür teorik değerlerinden, %0,4 ile %35 arasında değişen oranda farklıdır. 1/E1+? gerçek epitermal spektrumlarda, Er değerleri elde edilecek diğer analitik nicelikleri önemli derecede etkilediğinden, standartlaştırma çalışmalarının güvenilirliğinin artırılması için diğer izotopların Er değerleri için de deneysel ölçümlerin yapılması gerekmektedir.
Şekil hatırlamalı CuAlNi alaşımlarındaki martensitik dönüşümler üzerinde termal yaşlandırma etkileri
II ÖZET Doktora Tezi ŞEKİL HATIRLAMALI CuAlNi ALAŞIMLARINDAKÎ MARTENSİTİK DÖNÜŞÜMLER ÜZERİNDE TERMAL YAŞLANDIRMA ETKİLERİ AyşeAYDO?DU Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Anabilim Dalı 1995, Sayfa : 121 Bakır bazlı şekil hatırlamalı alaşımların yan kararlı p fazlar termal yaşlandırma etkilerine çok hassastırlar ve uygulanan ısıl işlemler austenit ve martensit faz kararlılığım değiştirebilir. Bu çalışmada incelenen ve termoelastik martensit dönüşümü gösteren iki CuAlNi alaşımı austenit fazında düzenli DO3 ve martensite fazında tabakalı 18R yapısına sahiptirler. Şekil hatırlamalı Cu-%llAI-%3,82Ni ve Cu-%1 1 Al-%3,38Ni ( ağırlık yüzdeli ) alaşımları üzerinde yaşlandırma ve termal çevrim etkileri ile martensit kararlılığı incelendi. Bu incelemede x-ışınlan difraktogramı, sertlik ölçümü, diferansiyel tarama kalorimetresi ( DSC ) tekniği ve metalografik metotlar kullanıldı. X-ışını ve elektron difraksiyonu sonuçlarından her iki alaşımın martensit fazında M18R yapısında olduğu belirlendi. Stabilizasyon martensitik fazda düzen değişimiyle doğrudan ilgilidir ve 18R martensitleri için \h\- h^jh = \k\- k\)h bağıntısını sağlayan (A^/) ve (h2k2I) şeklinde "seçilmiş düzlem çiftleri arasındaki Ad mesafe farkları martensit düzen derecesini yansıtır. Martensit düzen derecesi ve yaşlandırmaya bağlı olarakta ters dönüşümün başlama ( Ag ) ve bitiş ( Af ) sıcaklıkları değişir. Üzerinde çalışılan alaşımlarda Ad değerlerinin yaşlandırmanın ilk basamaklarında düştüğü ve sonra sabit bir değere eriştiği görüldü. Bu da alaşımların kısa süre sonra kararlılık kazandığını gösterir. Alaşımların Vickers sertliklerinin de bir azalıştan sonra sabit değerler aldığı görüldü. Anahtar kelimeler: CuAlNi alaşımları, termoelastik martensit dönüşüm, şekil hatırlama olayı, yaşlandırma etkileri, dönüşüm sıcaklıkları, düzlemlerarası mesafe farkı ( Ad ), Vickers sertliği
Soğuk plazmanın elektromanyetik dalganın yayılması üzerine etkisi
ÖZET Yüksek Lisans Tezi SO?UK PLAZMANIN ELEKTROMANYETİK DALGANIN YAYILMASI ÜZERİNE ETKİSİ Ati YEŞİL Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Anabiiim Dalı 1995, Sayfa: 72 Bu çalışmada, soğuk plazmanın elektromanyetik dalganın yayılması üzerine etkisi incelenmiştir. Soğuk plazmanın kırılma indisi, Maxwell ve Langevin denklemleri yardımıyla çıkarılmıştır. Kırılma indisi, parçacıklar arasındaki çarpışma frekansına, manyetik alana, dalga frekansına, plazma yoğunluğuna ve elektromanyetik dalganın Yerin manyetik alanı ile yaptığı açıya(G) bağlıdır. Kırılma indisinin bağlı olduğu bu paremetreler "International Reference Ionosphere (IRI)" modelinden elde edilmiştir. Hesaplamalar 134.8 'D-39.0 T) cografik koordinatlarında. Haziran ayı ve 300 km yükseklikte, saat 12.00 YZ ve saat 24.00 YZ zaman için yapılmıştır. Aşağıdaki sonuçlar elde edilmiştir.VI a) B»0. v=0 hâli için Soğuk plazmanın elektromanyetik dalgalar üzerine etkisi araştırılmıştır. 30 rad/snden küçük dalga frekanslarında kırılma indisi negatif, büyük dalga frekenslarmda ise pozitiftir. b > B*0, v=ö. 6=0*. 30c, 60* ve W hali için Yerin manyetik alanı göz önünde bulundurulduğunda, manyetik alan Üc elektromanyetik dalga vektörü arasındaki açmm değişmesi halinde kırılma indisleri hesepiandı. Kırılma indisi negatif bölgeden başlayıp dalga frekansına göre artmaktadır. Manyetik alana bağlılığı gösterilmiştir. ci.İM), v*Q hali için Elektronlar arasında çarpışma olduğunda kırılma indisleri kompleks bir ifadedir. Reel kısım dalga frekansı ile artarken sanal kısım çok az değişim göstermektedir. d) B*0, v * ö. 8=90* hali için Kırılma indislerinin reel ve sanal kısımlarının değerleri elde edilerek, dalga frekanslarına ile değişimleri incelenmiştir. Kırıtma indisinin reel kısımlarını sıfır yapan dalga frekansı 20-30 rad/sn arasında değişmektedir. Ayrıca a-b şartlarında kırılma indisinin değerleri elde edilerek yuksekiikie değişimi incelenmiştir. ANAHTAR KELİMELER: Kırılma indisi, elektromagnetik dalga, dalga frekansı, plazma frekansı.
Non-associative quantum mechanics and jordan algebras
We present a Jordan algebraic formulation of the non-commutative Landau problem coupled to a harmonic potential. To achieve this, we use a new formulation of the Hilbert space version of quantum mechanics. Using this construction, the Hilbert space corresponding to the non-commutative Landau problem is obtained. For that problem, non-commutative parameters are described in terms of an associator in the Jordan algebraic setting. Pure states and density matrices arising from this problem are characterized. This in turn leads us to the Jordan-Schrödinger time-evolution equation for the state vectors for this specific problem.
Crossing the singularity of a gravitational wave collision
A reformulation of general relativity inspired by the Belinski–Khalatnikov–Lifshitz conjecture had been introduced by Ashtekar, Henderson and Sloan which is based on variables closely related to the basic variables of loop quantum gravity, thereby providing a way of classically analyzing singularities that may be carried over to the quantum theory. It is reasonable to expect that these variables are regular at generic spacelike singularities. This has been shown on various examples—particularly, cosmological spacetimes. In this thesis we extend this analysis to the singularities of gravitational wave collision spacetimes, which are the result of the mutual focusing of the two waves. We focus on two specific examples and explicitly confirm that the said variables are regular at the singularity and can be smoothly continued beyond it.
Lityum mikroklastırlarının moleküler dinamik simulasyon metodu ile incelenmesi
II ÖZET Yüksek Lisans Tezi LİTYUM MİKROKLASTIRLARININ MOLEKÜLER DİNAMİK SİMULASYON METODU İLE İNCELENMESİ Sinan AKPINAR Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Anabilim Dalı 1996, Sayfa : 56 Bu çalışmada, Lityum mikroklasürları için Molekûler Dinamik Simulasyon metodu kullanılarak 10 °K de atom başına ortalama potansiyel enerji ( Ej,; kcal/mol ) hesaplandı. Lityum atomları arasındaki etkileşme iki ve üç cisim etkileşmelerini ihtiva eden bir potansiyel enerji fonksiyonu ( PEF ) seçilerek temsil edildi ve bu potansiyel enerji fonksiyonu kullanılarak her parçacık üzerine etkiyen toplam kuvvet bileşenleri hesaplandı. Lityum sistemi için hesaplanan zaman adımının büyüklüğü kabaca 10-14 sn civarındadır. Hesaplarımız da zaman adımı büyüklüğünü 10-15 sn mertebesinde kullandık. Elde ettiğimiz sonuçlar literatür ile uyumludur. Anahtar kelimeler: Lityum Mikroklasürlan, Molekûler Dinamik Simulasyon Metodu, Potansiyel Enerji Fonksiyonu
Studies on the Interplay between the Network Architecture and the Dynamical Criticality of the Brain
The critical brain hypothesis is a theory in neuroscience that suggests that the brain operates near a critical point between stability and instability where quantities like information flow diverge. In this thesis, we explore the brain's functional robustness and how its critical behavior relies on the structural components of its network. We demonstrate that the critical behavior of the brain network is linked to its Laplacian spectrum. Furthermore, we show that the brain's architecture can be reconstructed using Laplacian-based information maximization rewiring steps, referred to as adaptive rewiring. Through adaptive rewirings, the brain network undergoes an entropic phase transition, which allows it to maximize its functional abilities. These findings suggest a profound connection between the brain's structural determinants and its operational efficacy at the edge of criticality.
Applications of quantum metrology and thermodynamics in emerging quantum technologies
The emerging field of quantum technologies is poised to revolutionize various aspects of science, engineering, and computing. One of the most promising branches of quantum information sciences is quantum metrology, which plays a pivotal role in modern quantum technologies by enabling ultra-precise measurements that underpin their functionality and performance. At the heart of quantum metrology lies the exploitation of quantum resources such as entanglement which allow for unprecedented levels of sensitivity and resolution. Additionally, optimal design of quantum devices makes it necessary to study the fundamental principles governing energy transfer, work extraction, and entropy production in quantum systems. Hence, quantum thermodynamics offers profound insights into the efficiency limits of energy conversion processes, ultimately shaping the design of quantum technologies. In this thesis, I review my five manuscripts, three of which are on optical quantum metrology and two of which are on thermodynamics of engineered quantum devices, which are presented in chapter 2 to chapter 6. In chapter 2, we calculate the precision bounds of Fock state optical probes for extracting information from an artificial neural network, which mimics the behavior of the retinal network. We shown that Fock state probes yield higher sensitivity than their coherent and thermal counterparts. In chapter 3 we investigate the precision bounds of polarization entangled Bell state for a polarimetric task. Theoretical calculations are accompanied by experimental data. We show that although entanglement provides quantum advantage in terms of precision, environmental noise introduces bias in the estimated values of the parameters which limits the mentioned advantage. In chapter 4 we calculate the precision bounds on estimation of rotation angle due to a birefringent medium in a general polarimetric setup. In our study we take into account several models of depolarization and ordering of polarimetric channels and include the effect of optical losses. Our results show that NOON state probes provide superior metrological performance compared with coherent and anticoherent states as depolarization as diattenuation of the probe is not strong. Even for relatively high depolarization rates, NOON state with small mean photon numbers yield a better precision bound compared with the coherent and anticoherent states. In chapter 5 we investigate the effect of coupling strengths and coherence within a structured environment on the steady-state heat transfer in an engineered biomimetic system, using collision model for simulating the open quantum dynamics. We show that interaction with the environment modulates the energy levels of the system and decreases the transition energy between certain eigenstates, making these transitions more accessible to the hot thermal bath. In chapter 6 we implement counterdiabatic drive to accelerate adiabatic and hot isochoric branches of a quantum Otto engine. Our results for a single cycle show that, taking the control costs into consideration, the heat engine with both adiabatic and isochoric controlled branches reaches a higher power output, albeit with slightly reduced efficiency compared with the engine with counterdiabatic drive only implemented on its adiabatic strokes. However, in limit cycle, it is possible to allocate stroke durations such that the engine with both controlled adiabatic and isochoric branches operates with higher efficiency and power output. Finally, a detailed analysis and discussion of the results for all chapters is given in the conclusions section.
Biyolojik sistemler için kuantum metroloji
This thesis outlines three main projects which link biology, quantum information, and metrology. It culminates with future perspectives on quantum biology and various research related to the brain. The first project begins with an examination of quantum information, moving from theoretical concepts to their practical implementation in biological environments. It tackles the issue of maintaining quantum coherence and entanglement despite the presence of environmental noise in open quantum systems. Geometrical optimization using buffer spins as a protective network of the quantum information in the central spin is introduced. Furthermore, the phenomenon of entanglement in a corresponding biological context is investigated by carrying out preliminary analysis of a more realistic system, the Posner cluster. In the second project, the focus shifts to quantum sensing, with particular attention to the Nitrogen-Vacancy (NV) center, a point defect in diamond. The role of NV centers as sensitive probes is examined in biological contexts, particularly for detecting magnetic fields. The application of spin squeezing to NV centers, when considered as qutrit (three-level) systems, may potentially improve the precision of magnetic field measurements. This precision is quantified using Quantum Fisher Information. Moreover, the integration of a selective bioresponsive material, such as hydrogel, that act as a transducer in the measurement setup could open new avenues to a wider range of biological measurements. The third project explores the use of quantum light to probe biological systems. It examines how quantum mechanics, particularly multipartite photon entanglement, can enhance our understanding of vision. This is achieved through simulations of psychophysical experiments, utilizing entanglement witnesses, a class of observables used to detect entanglement. Starting with bipartite entangled state, and then, generalizing to tripartite case, the probability of seeing of the human eye is determined for a certain range of additive noise levels and visual thresholds. The results shed light on the human eye's capacity to witness entanglement. The three topics covered demonstrate the intertwining relationship between biology and quantum physics. This is further detailed as future perspectives of research by posing some of the most intriguing and fundamental questions of all time in science. A special emphasis of the connection of this relationship to the brain is laid. Eventually, building on such endeavors will become the groundwork of significant potential contributions to future developments in biological and medical sciences.
Advances in quantum computing, quantum error correction, and quantum algorithms
The theoretical framework of quantum computing has promised a considerable advantage in the speed-up of the information processing over the classical computers. It harnesses the theory of quantum mechanics to propose novel frameworks of computing. Several models have been suggested and developed for implementing quantum computers, such as the circuit model of quantum computing, topological quantum computing, and measurement-based quantum computing. We will be concerned with the former model, that is the circuit model of quantum computing. We will first provide a review of the basic axioms of quantum computing that directly rely on those of the theory of quantum mechanics. The circuit model of quantum computation for dealing with computational tasks will be introduced. There are three main problems of concern in this framework including the universality of quantum computing, the advantage of quantum computing over classical computing from the computational complexity point of view, and attempts to counteract the possible effects of noise on a quantum computer, that are studied here. Inspired by some famous quantum algorithms that are proposed in alignment with this model, a recently proposed quantum algorithm for dealing with the problem of testing the linearity of Boolean functions which promises a speed-up over the well-known classical linearity test referred to as the BLR test, will be discussed. We will also discuss the well-known classical algorithm of testing the Boolean functions for being a low-degree polynomial and we may give suggestions on designing quantum algorithms aiming at this algebraic property testing task.
Cam-seramik süperiletkenlerin kristalleşme kinetikleri ve elektriksel iletkenlik özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, BSCCO sisteminde Bi3Sr2Ca2Cu3O10+y, Bi3Pb0 5Sr2Ca2Cu3Q10+y, Bİ3Pb03Ga03Sr2Ca2Cu3O1&+y, Bi2Sr2Ca2Cu3O10+y, ve Bi4Sr3Ca3Cu4012+y başlangıç kompozisyonları sıvı-hızlı katılaştırma metodu kullanılarak hazırlandı. Elde edilen cam numuneler farklı sıcaklık ve zaman periyodlarında ısıl işleme tabi tutuldular. Numunelerin ısıl işlemleri süresince meydana gelen mikroyapısal değişiklikler DTA, DSC, TGA, SEM, TEM, EDAX ve XRD kullanılarak analiz edildi. Analizler sonucu gösterdi ki, hazırlanan bütün kompozisyonlar farklı ısıl işlem-zaman kombinasyonlarına bağlı olarak n=l ve n=2 fazlarına sahip olmakla beraber, Bi2Sr2Ca2Cu3O10+y kompozisyonu n=3 fazına da sahiptir. Kristalleşme aktivasyon enerjisi, 3:2:2:3, 3:0.5:2:2:3, 3:0.3:0.3:2:2:3, 2:2:2:3, 4:3:3:4 kompozisyonları için 352.3, 188.9, 159.9, 336.46, 371.5kJ/mol olarak belirlendi. Özdirenç ölçümleri stantard D.C. tekniği kullanılarak gerçekleştirildi. En iyi süperiletkenlik özelliği, 2:2:2:3 oranında hazırlanmış numune için 103K olarak bulundu. Ayrıca, n=l, n=2, n=3 süperiletkenlik fazlarının oluşumu, kristalleşme mekanizması ve termodinamik özellikleri de tartışıldı. Anahtar kelimeler: Süperiletkenlik, Bi-Sr-Ca-Cu-O sistemi, sıvı-hızlı katılaştırma metodu, kristalleşme, aktivasyon enerjisi, özdirenç.
Sayısal hesaplama yöntemlerinin şekil hatırlamalı alaşımlarda difüzyonsuz dönüşümlere uygulanması
IV ÖZET Doktora Tezi SAYISAL HESAPLAMA YÖNTEMLERİNİN ŞEKİL HATIRLAMALI ALAŞIMLARDA DİFÜZYONSUZ DÖNÜŞÜMLERE UYGULANMASI Soner ÖZGEN Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Anabilim Dalı 1997, sayfa :xvii+ 145 Şekil hatırlama olayının açıklanmasında temel teşkil eden difüzyonsuz katı-katı faz dönüşümlerinin atomik modelleri, şekil ve hacimce değişebilir bir moleküler dinamik simülasyonu ile incelendi. Bu amaçla; şekil hatırlamalı Ni-%37,5A1, Ni-%50Ti ve Cu- %28Aİ ikili alaşımlarının atomik etkileşmeleri, Lennard- Jones potansiyel enerji fonksiyonu ile temsil edildi. Potansiyel fonksiyonu parametrelerinin belirlenmesinde, teorik yöntemlerin yanısıra optimizasyon yöntemi de kullanıldı. Her bir parametre takımı ile yapılan incelemeler sonucunda, %50 den farklı atomik kompozisyonlu ikili alaşımlar için optimize edilen parametrelerin daha gerçekçi sonuçlar verdiği belirlendi. Optimize parametreler kullanılarak yapılan simülasyon çalışmaları termodinamik ve yapısal bakımdan incelendi. Yapısal analizlerde; atomik konumlar, kısmi çift korelasyon fonksiyonları ve difraksiyon desenleri kullanıldı. Austenit fazın kompozisyonel düzen durumuna bağlı olarak yapılan termodinamik hesaplamalar sonucunda; işgal atomlarının yapı içinde düzenli dağılması halinde alaşımların daha kararlı, daha sert (rijit) ve daha küçük termal genleşmeye, işgal atomlarının kümelenmesi halinde ise kararsız bir yapıya, daha yumuşak ve daha büyük termal genleşmeye sahip olduğu belirlendi. Ni-%37,5A1 alaşımının hızlı soğutulmasından sonra difüzyonsuz bir faz dönüşümünün oluştuğu gözlendi. Elde edilen martensit fazının yapısal incelemeleri sonucunda ikizlerime benzeri bir örgü kusuru ile atomik düzlemlerde yığılım kusurlarının bulunduğu belirlendi. Daha sonra, aynı alaşım üzerinde soğutma -ısıtma çevrimi yapıldı ve tersinir difüzyonsuz faz dönüşümünün gerçekleştiği görüldü. Sıcaklık çevrimi içinde, ileri ve geri dönüşüm başlama sıcaklıkları arasında bir histerisiz tespit edildi. Anahtar Kelimeler: Şekil hatırlama olayı, yapısal faz dönüşümleri, potansiyel enerji fonksiyonları, moleküler dinamik simülasyonu, difraksiyon deseni.
Cam-seramik süperiletkenlerin bazı temel özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, Bİ2Sr2CaCu30x (2:2:1:3) başlangıç kompozisyonu hızlı katılaştırma yöntemi kullanılarak hazırlandı. Elde edilen numunelerin ısıl işlemlerden önceki ve sonraki mikroyapıları, fiziksel özellikleri; DTA, DSC, TGA, SEM, XRD ve direnç ölçümü metotlarıyla belirlendi. DTA analizinden, 2213 numunesinin kristalleşme sıcaklığı (Tx ) 450.9°C, erime sıcaklığı (Tm ) ise 860.0°C olarak bulundu. Numunenin optimum tavlama sıcaklığı 830°C olarak belirlendi. DSC eğrilerinden aktivasyon enerjisi 348.14 KJ/mol olarak hesaplandı. Numunenin n=l ve n=2 fazına sahip olduğu tespit edildi. Süperiletken geçiş sıcaklığı 68K olarak bulundu. Anahtar kelimeler: Süperiletkenlik, BSCCO sistemi, 2:2:1:3, Termal analiz, Aktivasyon enerjisi
Elektron sıcaklığının iyonküre plazmasının elektrik iletkenliğine etkisi
II ÖZET Yüksek Lisans Tezi ELEKTRON SICAKLIĞININ İYONKÜRE PLAZMASININ ELEKTRİK İLETKENLİĞİNE ETKİSİ İbrahim ÜNAL Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Anabilim Dalı 1997, Sayfa: 66 Bu tezde, ( 38° K, 39° D ) coğrafik koordinatında iyonkürenin E ve F bölgelerindeki plazmanın elektriksel iletkenliklerine elektron sıcaklığının etkisi çalışıldı. Soğuk ve sıcak plazma için Langevin denklemi çözülerek iletkenlikler elde edildi. İletkenlik ifadeleri reel ve sanal kısımlarına ayrıldı. İletkenliklerin reel ve sanal kısımlarının yükseklik, günlük, mevsimsel ve dalga frekansıyla değişimleri hesaplandı Hesaplamalar, dalganın manyetik alana paralel, dik ve bir açıyla yayılması durumu için yapıldı. Soğuk ve sıcak plazmadaki iletkenlikler arasındaki fark 120 ile yaklaşık 350 km arasında küçük olmasına rağmen, bu yükseklikten sonra fark büyümektedir. Gündüz, soğuk plazma iletkenliği sıcak plazma iletkenliğinden çok büyük olurken, gece saatlerinde ise tersi olmaktadır. Dalga frekansı plazma frekansından küçük ise soğuk plazma iletkenliği sıcak plazma iletkenliğinden çok büyük, diğer durumda, sıcak plazma iletkenlikleri daha büyüktür. Aynı zamanda iletkenliklerin mevsimsel değişimlerinin de farklı olduğu gösterilmiştir. ANAHTAR KELİMELER : İyonküre, soğuk plazma, sıcak plazma, iletkenlik.