3.423
Arşivlenen Tez
1
DOI Atanmış
0%
DOI Oranı
Anabilim Dalı
Sol-jel yöntemi kullanılarak nano boyutta üretilen (100-x) La0.67Sr0.33Mn03 /% x.A (x = 5,10,15 AND A = CuO, CaO) kompozit bileşiklerinin manyeto direnç özelliklerinin incelenmesi
Bu tez çalışması kapsamında oda sıcaklığı civarında manyetik ve elektriksel geçiş sıcaklığına sahip katkılı La0,67Sr0,33MnO3 bileşiğine CaO, CuO katkılamaları yapılmıştır. Bileşikler sol-jel üretim tekniği kullanılarak üretilmiş ve 1000 oC de 24 saat ısıl işleme tabi tutulmuşlardır. Bileşiklerin yapısal özellikleri taramalı elektron mikroskobu (SEM), atomik kuvvet mikroskobu (AKM) ve x-ışınları kırınım (XRD) yöntemleri kullanılarak incelenmiştir. 0, 1, 2 ve 3 T alan altında 10-320 K sıcaklık aralığında manyetik alan altında direnç ölçümleri (M-RT) gerçekleştirilmiştir. Yapılan analizler sonucunda, CuO katkılanan bileşiklerin metal-yalıtkan faz geçişlerinin yükseldiği, CaO katkılananlarınkinin ise düştüğü bulunmuştur. Anahtar Kelimeler: Peroskit, Manganit Bileşikler, Sol-Jel Yöntemi, Manyetorezistans
La0.80(A1-xAx)0.20MnO3 perovskite bileşiklerinin sıcaklık bağımlı özdirençlerinin incelenmesi
Bu çalışmada, katyon büyüklük uyumsuzluğu parametreleri ve Mn+4/Mn+3 oranları eşit olan +2 değerlikli iyon katkılı manganit bileşikler sol-jel yöntemi kullanılarak üretilmiştir. Bileşiklerin X-Işınları Kırınım desenleri kullanılarak örgü parametreleri, birim hücre hacimleri, MnO bağ uzunlukları ve Mn-O-Mn bağ açıları hesaplanmıştır. Bileşiklerin yüzey yapısı Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) kullanılarak incelenmiş ve ortalama tane boyutu hesaplanmıştır. Büyük iyonik yarıçaplı iyon katkısının bileşiklerdeki ortalama tane boyutunu arttırdığı gösterilmiştir. Bileşiklerin sıcaklık bağımlı elektriksel özdirenci 320K-10K aralığında incelenmiştir. Özdirençsıcaklık ilişkisini açıklayan bilinen modeller dikkate alınarak bileşiklerin özdirencine katkısı olan etkileşmeler ortaya konmuştur. Üretilen bileşiklerin yalıtkan-metal faz geçiş sıcaklıklarına Mn-O bağ uzunluğu ve Mn-O-Mn bağ açısını içeren bant genişliği parametresinin etkisi ele alınmıştır. Bant genişliği parametresi artarken yalıtkan-metal faz geçiş sıcaklıklarının azaldığı gösterilmiştir.
Samaryum (III)/PMMA nanoliflerin elektroeğirme yöntemiyle hazırlanması ve incelenmesi
Bu tez çalışması kapsamında, Sm(III) küme tabanlı 2D koordinasyon polimeri {[Sm(2-stp).3(H2O)].(H2O)}n, (2-Stp = 2-sülfoterefitalat), hidrotermal olarak sentezlenmiş ve yeni bir 1D ışıldayan kompozit liflerden olan Sm/PMMA'yı elde etmek için elektroeğirme tekniği ile polimetil metakrilat (PMMA) liflerine katkılanmıştır. Sm(III) kompleksinin kristal yapısı, tek kristal X-ışını kırınım ölçümleri ile belirlenmiştir. Sm/PMMA kompozit lifleri, saf Sm(III) kompleksine kıyasla alan emisyon taramalı elektron mikroskobu (FESEM), Fourier transform kızılötesi spektroskopisi (FTIR), fotolüminesans spektroskopisi (PL) ve termogravimetrik analiz (TGA) ile karakterize edilmiştir. Kompozit nanoliflerin (Sm/PMMA) ışıldayan spektrumları, Sm(III) iyonlarının güçlü karakteristik ışımasını göstermiş ve ayrıca saf Sm(III) kompleksinden çok daha iyi termal stabiliteye sahip olduğunu işaret etmiştir.
Metal-organik kimyasal buharlaştırma tekniği ile büyütülmüş uzun dalgaboylu lazer yapıların elektriksel özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, temel olarak fiber optik iletişimde kullanılan, kuantum nokta içeren, uzun dalgaboylu InAs/InP ve InAs/GaAs yarı iletken lazer yapıların yük iletim karakteristiği incelenmiştir. Yük iletim karakteristiğini incelemek için, sıcaklığa bağlı akım gerilim, sıcaklığa bağlı kapasite gerilim ve elektrolüminesans ölçümleri gerçekleştirilmiştir. InAs/InP tabanlı yarı iletken yapı için gerçekleştirilen akım gerilim ölçümlerinden, 0-0.6 V aralığı içinde, tünelleme ve rekombinasyon iletim mekanizmaları gözlenmiştir. 0.6 V'un üzerindeki gerilimlerde ise, Poole-Frenkel iletim mekanizması saptanmış ve mobilite hesaplamaları yapılmıştır. Mobilite hesaplamalarından, termal enerji değeri 0.8 eV olarak bulunmuştur. InAs/GaAs tabanlı yarı iletken yapıda ise düz besleme ve ters besleme geriliminde tünelleme tipi iletim mekanizması gözlenmiştir. InAs/InP tabanlı yarı iletken yapının sıcaklığa ve elektrik alana bağlı elektron ve hol mobilitesi, sıcaklığa bağlı kapasitans voltaj ölçümleri ile de hesaplanmıştır. Her taşıyıcının mobilitesi,C -logf eğrisinde karşılık gelen farklı serbest kalma sürelerine bağlı olarak frekans alanında ayrılmıştır. Türetilen elektron ve hol mobilitesi, hopping ile taşıyıcıların iletimini gösteren, Poole-Frenkel tipi elektrik alan bağlılığı gösterir. Hesaplamalardan elde edilen termal enerji değeri akım gerilim ölçümlerinden elde edilen değerler ile uyumludur. Elektrolüminesans ölçümlerinden, InAs/InP tabanlı lazer yapının, 1.3 V düz besleme gerilim değerini aştığında, InAs/GaAs tabanlı lazer yapının ise düz besleme gerilimi 3 V değerini aştığında ışıma yapmaya başladığı görülmüştür. Işık şiddetinin, InAs/InP ve InAs/GaAs tabanlı lazer yapılar için, sırasıyla, 1.55 µm ve 1.3 µm değerlerinde maksimum olduğu gözlenmiştir
Düzgün manyetik alan içinde dönen beş boyutlu bir kara deliğin elektromanyetik enerjisi
Zayıf bir yükle yüklenmiş ve iki açısal momentuma sahip, dönen beş boyutlu bir kara delik ele alındı. Bu kara deliğin elektromanyetik alanının enerji momentum tansörü hesaplandı. Daha sonra Komar kütle formülünü kullanarak düzgün manyetik alan içinde dönen beş boyutlu yüklü bir kara deliğin toplam elektromanyetik enerjisi araştırıldı. Sonuç olarak; 5 boyutlu ve zayıf bir yüke sahip kara deliğin elektromanyetik enerjisinin minimum değeri bulundu.
An X-ray study of shell-type galactic supernova remnants
Observations of synchrotron X-rays can be a useful tool to investigate cosmic-ray acceleration in young supernova remnants (SNRs). Spectral fitting of the synchrotron radiation in an X-ray band gives us information about the cosmic-ray acceleration mechanism. Recently, Galactic cosmic-ray acceleration is widely attributed to SNR shocks. In this thesis, making contribution to search for PeVatron energies (1015 eV) in SNRs and understand the physical process of this energies were aimed. In line with this objective, the results of the systematic X-ray spectral study of small scale structures on the shocks of five well-known Galactic shell-type SNRs (Cas A, RCW 86, RX J1713.7−3946, SN 1006 and Vela Jr.) with Chandra and XMM-Newton X-ray Observatories were presented. The non-thermal X-ray emission and its contribution with the cosmic-ray acceleration properties with these five SNRs were investigated by extracting the X-ray spectra from different targeted regions. All regions have synchrotron X-ray emission, and the maximum energy of accelerated electrons (Emax,e) and protons (Emax,p) were estimated for each target, which led to search for PeVatron energies. In accordance with this purpose, due to calculate the reliable values, the estimated background subtracted spectra of each SNR were modelled with using a combination of thermal and non-thermal spectral models (e.g., srcut, power-law, cutoffpl, vnei). Analysing extended sources, such as SNRs, with accurately modelled background emission is important since it might be effective on spectral results. Environment of an SNR (e.g., its location on the Galactic latitude) is a key point for background estimation, which could be represented by components such as Cosmic X-ray Background, Galactic Ridge X-ray Emission or Foreground Emission. Such parameters as roll-off frequency or cut-off energy requires accurately modelled background spectra to estimate the reliable values of Emax,e and Emax,p. Thus, the background modelling is a first point to concentrate upon deriving the maximum energies of the particles in this thesis. Briefly stated, analysis of the background spectrum is critical due to characterise the synchrotron emission with sensitive parameters. This process is required to calculate the shock velocities, roll-off frequencies, especially the maximum energies of accelerated particles where they make PeVatron energies searchable. In addition, during these calculations, the magnetic field value is critical while selecting the proper synchrotron models. In this study, it has claimed that the SNRs Cas A and Vela Jr. contain targeted emission regions which have PeVatron energies. But this results require more reliable analysis methods since current synchrotron models need to be retested and improve. Under these circumstances, all these mentioned parameters could be searched reliably with background modelling method, which is suitable for the purpose of determining the non-thermal characteristics of the shell-type SNRs.
Ising model için Gaussian yaklaşım
Manyetizasyon fenomeni, fizikte daima ilgilenilen bir konu olmayı başarmıştır. Bu sebeple bugün bile fizikte en çok çalışılan konulardan biri olan manyetik faz geçişi konusu Ising tarafından oluşturulan bir modelle 1925 yılında bir boyutta açıklanmış ve tam olarak çözülmüştür. İki boyutta bu model genişletilerek bazı özel durumlar için çözülebilmiştir. Geri kalan durumlar için üç boyut ve daha üstü gibi, kesin çözüm olmamasından dolayı bu fenomeni açıklamak için ortalama-alan teorileri geliştirilmiştir. Bu tezde Ising modelin tanıtılmasının ardından bir boyutta çözümleri ve korelasyon fonksiyonları gösterilmiştir. Daha sonrasında ortalama-alan teorileri tanıtılarak, konfigürasyonel ortalama-alan transfer matrisi yöntemine geçilmiştir. Bu yöntemde, L. Kadanoff'un ortalama-alan yaklaşımı ve T. Kaya'nın ortalama-alan yaklaşımının birleştirilmesi hedeflenmiştir. Ortalama alan yaklaşımı, Ising Hamiltonyeninde merkez manyetik momentin yerine belirli bir konfigürasyonel ortalama manyetik momentinin koyulması varsayımı ile yapılmıştır. Bu yaklaşımda iki farklı ortalama-alan yaklaşımı kullanılmıştır. Birincisi pür ortalama-alan yaklaşımı ikincisi ise indirgenmiş transfer matrisi yöntemidir. Bu iki yaklaşımda da kritik bağlanma dayanım sabitleri hem nümerik olarak hem de analitik olarak eyer-noktası yaklaşımı kullanılarak hesaplanmıştır. Bu çalışmada topluluk ortalaması yerine konfigürasyonel ortalamanın alınması başlangıçta faz geçişi göstermemesinden dolayı öz-tutarlı ortalama-alan teorilerinden daha uygun fiziksel bir çerçeve sunduğu düşünülmektedir.
Hartree-Fock-Bogoliubov yöntemi ile egzotik çekirdeklerde sihirliliğin incelenmesi
Bu tezde, egzotik Si ve S çekirdeklerinin sihirliliği, küresel simetri varsayımıyla ve koordinat uzayında öz-uyumlu Hartree-Fock-Bogoliubov yaklaşımı kullanılarak incelenmiştir. Hesaplamalarda Skyrme tipi SLy5, SkI3, SGII (tensörsüz) ve SLy5 + T, SGII + T, T44, T66 (tensörlü) enerji yoğunluk fonksiyonelleri kullanılmıştır. Bu bağlamda, ilgili izotopik ve izotonik zincirlerin bağlanma enerjileri, iki nükleon ayrılma enerjileri, iki nükleon fark enerjileri, çiftlenim ortalama fark değerleri ve tek parçacık enerjileri hesaplanarak taban durum özellikleri analiz edilmiştir. Ayrıca sonuçlar mevcut deneysel veriler ile karşılaştırılmıştır. Seçilen Skyrme etkileşimine bağlı olarak, tensör etkileşim katkısının Si ve S çekirdeklerinde sihirliliği güçlendirdiği veya zayıflattığı gösterilmiştir.
Yoğunluk fonksiyonel teorisi ile bazı kristallerin elektronik ve titreşim özelliklerinin incelenmesi
Bu tezde, yoğunluk fonksiyonel teorisi ve düzlem dalga pseudopotansiyel metoduna dayanan ab-initio metodla bazı bileşiklerin (YZn, ScZn, YIn ve KZnF3) yapısal, elektronik, elastik ve titreşim özellikleri incelendi. Bileşiklerin örgü parametreleri, elektronik bant yapıları ve elektronik durum yoğunlukları, elastik sabitleri hesaplandı. Hesaplamalar sonucu bulunan değerler mevcut deneysel ve teorik değerler ile karşılaştırıldı. Yoğunluk fonksiyonu pertürbasyon teorisi ile bileşiklerin fonon frekansları hesaplandı. Her bileşik için fonon dispersiyon ve fonon durum yoğunluk eğrisi çizildi. Elde edilen fonon frekansları mevcut deneysel veriler ile karşılaştırıldı. Kullanılan metodun bileşiklerin birçok özelliğini doğru tahmin ettiği görüldü
Bombyx mori ipek böceği ipeğinin kristalit biriminin mekaniksel özelliklerinin simülasyonu
Bu tezin konusu, yüksek Young modülü, dayanıklılık, mukavemet, biyouyumluluk ve biyobozunurluluk gibi üstün fizikokimyasal özelliklerinden dolayı Bombyx mori ipekböceğinin ipeği olmuştur. Bir çok türü olmasına rağmen (Bombyx mori, Tasar, Eri, Mugan, …) yetiştiriciliği yapılabilen Bombyx mori ipek böceği İpeği, tekstilden biyomedikal uygulamalara kadar geniş bir kullanım alanına sahiptir. İpeğin dikkate değer bu özellikleri genellikle Glysin ve Alanin amino asitlerin karmaşık dizilimlerinden kaynaklanır. Bombyx mori ipek polimeri yarı kristal olarak polar-antiparalel ve antipolar-antiparalel β- sheet kristal bölgelerin amorf bölgelerle bağlanmasıyla oluşur. Bu nedenle kristal bölgelerin yapısı ve mekanik özellikleri arasındaki ilişkileri anlamak kompozit malzemelerin üretilmesinde bilinmeyen özelliklere ışık tutacaktır. Simülasyon yöntemler bu tür malzemlerin atomik boyutlarda ve sıradaşı durumlarda çalışılmasında ucuz ve pratiktirler. Kristal birimlerin mekanik özelliklerini (bölgesel çekme testi) keşfetmek için su ve vakumda Streed Molecular Dynamics simülasyon yöntemi kullanılmıştır. Bölgesel olarak farklı zincirlere ve katmanlara uygulanan mekanik çekme testiyle suyun hidrojen bağlarına, dayanıklılığa ve mukavemete olan etkisi anlaşılmıştır. İpek böceğinin türüne bağlı olarak zincir yönündeki boyut etkiside incelenmiştir. Bu çalışma, 115F524 numaralı Yüksek Performans Uygulamaları İçin Bombyx Mori İpek Fibroin Kristalit Biriminin Termo-Mekaniksel Özelliklerinin Moleküler Dinamik Simülasyonu isimli TÜBİTAK projesi kapsamında desteklenmiştir. Anahtar Kelimeler: Bombyx Mori İpek, β- Sheet Kristal, Mekanik Çekme Test, Steered MD
Medikal fizik uygulamalarında radyasyon doz dağılımı
Bu çalışmada, hedefe yönelik radyonüklid tedavide dozimetrik hesaplamalar yapılarak radyasyon doz dağılımları incelenmiştir. Bu amaçla, farklı dozimetrik yöntemler içerisinden klinik uygulamalar için uygun ve etkin bir yöntem olan, Tıbbi İç Radyasyon Dozimetrisi, MIRD yöntemi ( Medical Internal Radiation Dosimetry ) seçilmiştir. Seçilen MIRD yöntemi ile radyonüklid tedavi görmüş hastaların, tedavi sonrası planar tüm vücut sintigrafik görüntülerinden faydalanılarak, dozimetrik hesaplamalar yapılmıştır. Hesaplamalar için; kemoterapiye dirençli prostat kanseri (mCRCP - metastatic castration-resistant prostate cancer) olan ve 177Lu PSMA ile tedavi görmüş hastalar seçilmiştir. Fantom simülasyon çalışmalarında OLINDA EXM 1.1 simülasyon programından faydalanılmıştır. Radyasyona hassasiyeti olan kritik organların soğurduğu dozlar hesaplanmış ve elde edilen doz değerleri ICRP tarafından verilen limit değerler ile mukayese edilmiştir. Hesaplamalar sonucunda; 100 mCi aktivite başına, böbrek dozu 2,88 ± 1,18 Gy olarak, karaciğer dozu ise 0,39 ± 0,17 Gy olarak elde edilmiştir. Karaciğer dozunun ICRP limit değerlerinin altında kaldığı görülmüştür. Soğurulmuş böbrek dozları incelendiğinde, 4. tedaviden sonra toplam doz değerinin limit değere yaklaştığı görülmüştür. 100 mCi aktivite başına soğurulmuş dozlar, sırasıyla, kulak altı sol ve sağ tükürük bezleri için 5,27 ±2,75 Gy ve 4,71 ±2,73 Gy, dil altı sol ve sağ tükürük bezleri için 3,68 ±1,58 Gy ve 3,9 ±1,66 Gy, gözyaşı sol ve sağ bezleri için 11 ±2,6 Gy ve 8,1 ±3,18 Gy olarak hesaplanmıştır. Çalışmada, kulak altı, dil altı tükürük bezleri ve gözyaşı bezlerinde soğurulmuş doz değerlerinin böbrek doz değerlerinin çok üzerinde olduğu görülmüştür. Bu nedenle, tükürük bezleri ve gözyaşı bezlerinin de kritik organ olarak değerlendirilmesinin uygun olacağı önerilmiştir. Hastaların anatomik yapıları, tedavi performansları ve klinik yanıtlarının birbirinden farklı olması nedeniyle radyonüklid tedavide kişiye özel dozimetrik çalışma gerçekleştirmenin önemi vurgulanmıştır.
Kulakçayırı Gölü'nün doğal radyoaktivite ve ağır metal kirliliğinin belirlenmesi
Bu çalışmada, İstanbul ili Arnavutköy ilçesinde bulunan Kulakçayırı Gölü'nden sondaj yöntemi ile alınan farklı derinliklerdeki (SK-1=5-5,5 m, SK-2=10-10,5 m, SK-3=15-15,5 m) karot sediment numunelerinin doğal ve yapay radyonüklit dağılımı, iz elementleri, göl ve çevresindeki gama doz hızı değerleri tespit edilmiş, XRD analizleri ve SEM görüntüleri kullanılarak mineralojik ve dokusal özellikleri belirlenmiştir. Ayrıca radyokarbon tarihleme yöntemi ile bölgedeki sedimanların yaşları bulunmuş ve sedimantasyon hızları hesaplanmıştır. Radyoaktivite konsantrasyonunun hesaplanması için numuneler HPGe dedektörü ile sayılmıştır. Analiz sonuçlarına göre numunelerin K-40 konsantrasyonları sırasıyla 325±18 Bq/kg, 353±19 Bq/kg ve 367±19 Bq/kg hesaplanırken, Th-232 konsantrasyonları 38±6 Bq/kg, 43±6 Bq/kg ve 42±6 Bq/kg olarak hesaplanmıştır. Bunun yanında Ra-226 konsantrasyonları sırasıyla 29±5 Bq/kg, 26±5 Bq/kg ve 26±5 Bq/kg hesaplanırken üç numunenin de Cs-137 konsantrasyonları ≤MDA olarak hesaplanmış ve oldukça düşük konsantrasyonlarda var olduğu görülmüştür. Ortalama aktiviteleri hesaplanan numunelerin K-40 izotopu için 348±186, Th-232 izotopu için 41±6,3, Ra-226 izotopu için ise 27±5,1 ortalamaya sahip oldukları gözlenmiştir. Karasal kökenli radyasyonun çevreye yaydığı etkilerini belirlemek için göl ve çevresinde 12 km aralıklarla yirmi noktada ölçüm yapılarak gama doz hızları belirlenmiştir. Zemin seviyesinden 1 metre yükseklikte havadaki açık gama dozları, taşınabilir ESP-2 (Eberline Smart Portable) sintilatör cihazı kullanılarak ölçülmüştür. Ölçümler saatte 1 kere olmak üzere 20 noktada yapılmış ve değerlerin ortalaması 37,5 nGy/h olarak bulunmuştur. İz element analizlerinde WDXRF spektrometresi kullanılarak on dokuz ayrı element ile kalsiyum oksit (CaO), titanyum oksit (TiO2) ve hematit (Fe2O3) konsantrasyonları belirlenmiştir. Elementel analiz sonucunda sedimentlerin yapısında kobalt, nikel, bakır, kurşun ve krom gibi ağır metaller ile uranyum ve toryum gibi radyoaktif elementler tespit edilmiştir. Özellikle SK-1 numunesinde, kurşun konsantrasyonu yüksek çıkmıştır. Bu yüksek değer doğal nitelikte olan göl çevresindeki sediment yapısından kaynaklanmaktadır. Numunelerin XRD analizleri, Bruker D8 Advantage, Panalytical X'Pert Powder ve Philips PW 1830 marka model cihazlar ile yapılmıştır. XRD analizleri ile mineralojik bileşimleri belirlenen numunelerin SEM görüntüleri, JEOL JSM-6390LAV cihazı ile tanımlanmıştır. Sedimentlerin standart malzemeler olmayıp çeşitli organik ve inorganik bileşiklerden oluşması nedeniyle SEM görüntüleri karmaşık bir yapı sergilemiştir. XRD analizlerinde ise çeşitli minerallere karşılık gelen çok sayıda pik elde edilmiştir. Tespit edilen piklerin, minerallerden hematit (Fe2O3), kuvars (SiO2), kalsit (CaCO3) ve korendona (Al2O3) karşılık geldiği görülmüştür. Radyokarbon tarihlendirme yöntemi için AMS spektrometresi kullanılmıştır. Numunelere ait sonuçlara göre; SK-1 numunesinde sediment çökelimi 5599 yılda gerçekleşirken SK-2'de 7596 yılda, SK-3'te ise 8060 yılda gerçekleşmiştir. Sedimantasyon hızları ise; SK-1>SK-2>SK-3 olarak sıralanmaktadır. Elde edilen verilerden sedimantasyon hızının farklı derinliklerde farklı oranlara sahip olduğu gözlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Kulakçayırı Gölü, sediment, doğal radyoaktivite, gama spektrometre, gama doz hızı, XRD, SEM, radyokarbon tarihlendirme
Nano yapılı uçucu olmayan bellek aygıtlarının üretimi ve karakterizasyonu
Bu çalışmada, uçucu olmayan bellek uygulamalarında kullanılma potansiyeli olan düzenli Au nano noktalara sahip MOS kapasitörün üretimi ve karakterizasyonu amaçlanmıştır. Hızlı Termal Oksidasyon ile p-tipi Si üzerine ince oksit tabakası oluşturulmuş ve Elektron Demeti ile Litografi (electron Beam Lithography, EBL) yöntemi kullanılarak nanoparçacıkların boyutları ve konumları kontrol edilmiştir. EBL kullanılarak 30 kV hızlandırma geriliminde tekli noktalar olarak yazdırma işlemi gerçekleştirilmiştir. Litografi işlemi ardından SEM görüntüleri üzerinden işlem kalitesi değerlendirilmiştir. Termal Buharlaştırıcı kullanılarak son kalınlık 13 nm olacak şekilde, 3 Å/s kaplama hızı ile Au kaplanmış ve metal nanoparçacıklar oluşturulmuştur. ImageJ programı yardımıyla elde edilen nanoparçacıkların dağılım istatistikleri alınan SEM görüntüleri üzerinden elde edilmiştir. RF saçtırma tekniği nanoparçacıkların üzeri 30 nm kalınlığında kapı oksidi kaplanmıştır. C-V ve I-V ölçümleri ile yapının yük tutma becerisi incelenmiştir. SEM analizleri sonucu elde edilen nanoparçacık yoğunluğu 10^10 NP/inç2'dir. Yazma silme gerilimi, çalışma hızı ve yük saklama süresi gibi çalışma parametreleri yapılan elektriksel analizler sonucu belirlenmiştir.
Sodyum iyon bataryalar için kobalt-manganez-demir oksit katotların üretimi ve batarya performansının incelenmesi
Bu tez çalışmasında Na0,67Mn0.5-xCoxFe0,43Ti0.07O2 bileşiğinini üretimleri gerçekleştirilmiş ve bu yapıya sırasıyla x=0.1, 0.2, 0.3, 0.4 ve 0.5 oranında Co elementi katkılanarak 2 gr'lık katot toz malzemeleri geleneksel katı-hal reaksiyon yöntemine göre üretilmiştir. Üretilen örnekleri yapısal analizleri sırasıyla X-ışını kırınımı (XRD), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Enerji Dağılımı X-Işını (EDX) analizleri gerçekleştirilmiştir. Hazırlanan malzemelere Na-iyon bataryalarda katot aktif malzemelerinin üretiminde kullanılmış ve buton tipi CR2032 hücreler kullanılarak batarya özellikleri incelenmiştir. Üretilen bataryala hücreleri ile elektrokimyasal analizler gerçekleştirerek bataryaların performansları araştırılmıştır. Tez çalışması kapsamında Na metali kullanılarak yarım hücre testleri için Döngüsel Voltametri (CV), Empedans Spektroskopisi (EİS), çevrim performans ölçümleri ve Şarj/Deşarj oranı (C-Rate) ölçümleri alınmıştır. Elde edilen batarya test sonuçları değerlendirildiğinde Co katkılanması ile birlikte elettrokimyasal özelliklerin ciddi bir şekilde değiştiği ve kapasitenin azaldığı bulunmuştur.
Elektrokimyasal yöntemle nanoyapili sno2 filmlerinin elde edilmesi ve karakterizasyonu
Bu çalışmada, nanoyapılı SnO2 filmleri elektrokimyasal depolama yöntemi ile farklı depolama parametrelerinde (uygulama voltajı ve depolama süresi) p-tipi silisyum alttaşlar üzerine elde edilmiştir. SnO2 filmlerinin elde edilmesinde uygulama voltajı olarak -0,9 V, -1 V, -1,1 V, -1,2 V ve -1,3 V; kaplama süresi için ise 15 dk, 30 dk, 60 dk ve 120 dk kullanılmıştır. SnO2 filmleri 70 oC' de elde edilmiştir. Elde edilen filmlerin yapısal karakterizasyonu X-ışınları kırınım desenlerinden (XRD), morfolojik karakterizasyonu Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) görüntülerinden, elektriksel karakterizasyonu ise oda sıcaklığındaki direnç ölçümlerinden yararlanılarak yapılmıştır. Elde edilen filmlerin XRD desenlerinden tetragonal rutil polikristal yapıya sahip olduğu ve en şiddetli pikin (211) düzlemine ait olduğu görülmüştür. En iyi kristallenme -1,1 V ve -1,3 V uygulama voltajı ile 120 dk depolama süresinde elde edilen filmlerde görülmüştür. Filmlerin yüzey dirençlerini belirlemek için Van der Pauw yöntemi kullanılmıştır.
Tek kuantum kuyu üzerinden tınlaşım tünelleme olayının optoelektronik olarak incelenmesi
Tınlaşım tünelleme diyotları uzun yıllar önce önerilmiş olmasına rağmen hala bazı temel fizik sorularını aydınlatacak ve birçok yeni uygulamada kullanılacak potansiyele sahiptir. Tınlaşım tünelleme aygıtları, özellikle son yıllarda önerilen safsızlık atomlarına dayalı Terahertz (THz) bölgede çalışan ışık yayıcılar ve ışık algılayıcıların gerçekleştirilebilmesi bakımından önem taşımaktadır. Bahsi geçen aygıtların hayata geçirilebilmesi için öncelikle çift engel tınlaşım tünelleme diyot yapısında aygıt performansını etkileyen etkin mekanizmaların tanımlaması ve test örneklerinin üretilerek karakterizasyon sonuçlarının iyi anlaşılması gerekmektedir. Bu çalışmada, GaAs/AlxGa1‐xAs malzeme sistemi kullanılarak sistematik olarak çift engel tınlaşım tünelleme diyot yapıları moleküler demet epitaksi yöntemiyle büyütülmüş ve yapı içindeki akım mekanizmalarının bağlı olduğu parametreler tanımlanmıştır. Bu kapsamda, farklı kuantum kuyu ve engel genişliğine sahip aygıtların karakterizasyon çalışmalarında temel olarak fotolüminesans, elektro fotolüminesans ve akım-voltaj teknikleri kullanılmış ve sıcaklık bağımlı olarak yapılan ölçüm sonuçları analiz edilmiştir. Ek olarak, THz uygulamalarına temel oluşturmak amaçıyla kuantum kuyu içine katkılanmış safsızlık atomları üzerinden tınlaşım tünelleme akım mekanizması çalışılmıştır. Elde edilen sonuçlar, kuramsal hesaplamalarla karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir.
InAs/GaSb tip-II süperörgü kızılötesi fotodedektör yapıların MBE tekniği ile GaSb ve GaAs alttaşlar üzerine büyütülmesi
Bu tez çalışmasında, orta ve uzun dalgaboyu kızılötesi bölgelerinde gösterdikleri yüksek performans ve yüksek sıcaklık uygulamaları ile yeni nesil kızılötesi dedektör teknolojisinde öne çıkan InAs/GaSb Tip-II süperörgü fotodedektör yapıların moleküler demet epitaksi tekniği ile 2 inç GaSb ve 4 inç GaAs alttaşlar üzerine epitaksiyel büyütme işlemleri gerçekleştirilmiştir. Büyütülen süperörgü örneklerin yüksek çözünürlüklü X-ışını kırınım ve geçirimli elektron mikroskobu analizleri ile yapısal özellikleri, üretilen tek-piksel fotodedektörler üzerinde yapılan ölçümlerle de elektriksel özellikleri ve optik performansları incelenmiştir. Süperörgüyü oluşturan InAs ve GaSb katmanların bireysel kalınlıkları ile bu katmanlar arasındaki geçiş ara yüzlerinin sistematik olarak değiştirildiği örnek grupları büyütülmüş ve opto-elektronik karakterizasyonları yapılmıştır. Kristal örgü uyumu açısından avantajlı olan GaSb alttaşlar ve örgü uyumsuzluğuna rağmen daha büyük boyutlarda, yüksek kristal kalitesinde, düşük maliyette ve katkısız üretilebilmeleri gibi avantajlara sahip olan GaAs alttaşlar üzerine büyütülen özdeş yapılar karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. GaAs alttaşlardan GaSb epikatmana geçiş ara yüzünde özellikle AlSb kuantum nokta yapıların kullanıldığı yapılarda, GaSb alttaş üzerine büyütülen yapılarla benzer dedektör özellikleri elde edilmiş böylece InAs/GaSb süperörgü malzeme sistemi için GaAs alttaşların alternatif olabileceği gösterilmiştir.
Kızılötesi dedektör uygulamaları için ınassb ve gaınassb bileşiklerinin gaas alttaş üzerine mbe tekniği ile büyütülmesi
Bu tez çalışmasında, InAsSb ile GaInAsSb üçlü ve dörtlü bileşikleri GaAs alttaş üzerine yüksek kalitede MBE tekniği ile büyütülüp yapısal, optik ve opto-elektronik karakterizasyonları yapılmıştır. Örnekler, GaAs düzeltme katmanlı ve GaSb geçiş katmanlı olarak konsantrasyona bağımlı bir şekilde sistematik olarak büyütülmüş, kristal kaliteleri ve örnek konsantrasyonu yüksek çözünürlüklü X-ışınımı kırınımı tekniği ile incelenmiştir. Sitrik asit ve hidroklorik asit çözeltisi için InAs1-xSbx örneklerinin konsantrasyona bağlı aşındırma hızları belirlenmiştir. Raman spektroskopisi tekniği ile örgü dinamikleri hakkında bilgi edinilmiş ve InAs1-xSbx (x≥0,55) yapılarının iki-kipli InAs- ve InSb-benzeri boyuna optik fonon frekansına sahip olduğu sonucuna varılmıştır. Ayrıca, bu yapıların InSb-benzeri karmaşık-kipli akustik fonon frekansına sahip olduğu görülmüş ve Raman frekans doruklarının yerleri x konsantrasyonun bir fonksiyonu olarak sunulmuştur. Orta dalgaboylu kızılötesi bölgede algılama yapmak üzere tasarlanan InAs1-xSbx fotodedektör yapılarının, fototepki ölçümleriyle kesim dalga boyu ve bant aralığı enerjileri belirlenmiştir.. Dedektör yapılarının sıcaklık bağımlı karanlık akım ölçümlerinden aktivasyon enerjileri elde edilmiş ve karanlık akıma etki eden mekanizmalar bulunmuştur. Yakın dalgaboylu kızılötesi bölgede algılama yapmak üzere tasarlanan GaxIn1-xAsySb1-y yapılarının bant enerjileri fotolüminesans ve fototepki ölçümleri sonucunda bulunmuştur.
Asitle aktiflenmiş ve ağır metal katyonlarıyla değiştirilmiş şabazit zeolitinin adsorpsiyon, termal ve yapısal özellikleri
Bu çalışmada, Ankara-Bala yöresinden elde edilen doğal şabazit minerali ile 1 M ağır metal nitrat çözeltileri ile işleme tabi tutulmuş modifiye formlarının (DSAB, CuSAB, FeSAB ve AgSAB) ve 0.1, 0.5, 1, 2 ve 3 M HCl asit çözeltileri ile aktiflenmiş formlarının (01HSAB, 05HSAB, 1HSAB, 2HSAB ve 3HSAB) yapısal, ısıl ve adsorpsiyon özellikleri incelenmiştir. Zeolit numuneleri x-ışını floresans spektroskopisi (XRF), x-ışını kırınımı (XRD), enerji dağılım spektrometresi ilaveli taramalı elektron mikroskobu (SEM/EDS), termogravimetrik/diferansiyel termal analiz (TGA/DTA) ve N2 adsorpsiyonu yöntemleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Kantitatif XRD analizi sonucunda, doğal şabazit numunesinin ana mineral olarak şabazit ve buna ek olarak klinoptilolit ve erionit içerdiği belirlenmiştir. Şabazit numunelerinin 0 C ve 25 C'deki CH4 (metan) adsorpsiyonu izotermleri 100 kPa basınçlara kadar volumetrik cihaz kullanılarak elde edilmiştir. Şabazit zeolitlerinin CH4' e karşı olan ilgisinin ve adsorpsiyon kapasitesinin esas olarak değişebilir katyonların türüne bağlı olduğu ve 100 kPa basınçlara kadar 25 °C'deki adsorplama kapasitelerinin AgSAB > DSAB > CuSAB > 01HSAB > FeSAB > 05HSAB > 1HSAB > 2HSAB > 3HSAB sırasında azaldığı belirlenmiştir. 0 °C ve 100 kPa basınçlara kadar olan metan adsorpsiyonu ise AgSAB > CuSAB > DSAB > 01HSAB > 05HSAB > FeSAB >1HSAB > 2HSAB > 3HSAB sırasında azalmıştır.
Spin vanası sistemleri için yeni tip nano TOx-MgO (T=V, Ti) tünel bariyerlerinin geliştirilmesi
Bu tez, manyetik hafıza ve pozisyon sensör uygulamaları için MgO bariyerli spin vanası sistemlerinin üretimi ve karakterizasyonlarını içermektedir. IrMn tabanlı değiş-tokuş etkileşimli spin vanası (EB-SV) ile antiferromanyetik katmanın olmadığı Pseudo spin vanası (P-SV) sistemleri manyetik sıçratma (MS) metodu kullanılarak üretilmiştir. EB-SV sisteminde, tampon ve çekirdek katmanların EB sisteminin yapı ve manyetik özelliklerine olan etkisi incelenerek uygun değer EB katman yapısı elde edilmiştir. Bariyer katmanının geliştirilmesi için farklı tip MS metotları kullanılarak tek katman bariyer üretimleri yapılmış ve uygun üretim tekniği bulunmuştur. EB-SV sistemlerinin üretim sonrası tek yönlü manyetik alanda tavlama deneyleri yapılmış, tavlama sonrası manyetik ve yapı değişimleri incelenerek uygun değer tavlama sıcaklıkları belirlenmiştir. EB-SV sisteminin mikro fabrikasyonu gölgeleme maskesi kullanarak yapılmıştır. Optimum EB katmanı ve bariyer katmanı SV sistemine entegre edilerek, 1.8nm bariyer kalınlığında %98 TMR (tünel manyetodirenç) etkisi gözlenmiştir. Tamamlayıcı bir çalışma olarak, MgO tabanlı, yeni nesil ve yüksek performanslı P-SV sistemleri üretilmiştir. P-SV sisteminin yapısal, manyetik, elektrik ve manyetodirenç özellikleri en iyi performanstaki P-SV sistemini elde etmek için sistematik olarak incelenmiştir. Litografi teknikleri kullanılarak mikrofabrikasyonu tamamlanan P-SV'ler için, Rowell kriterleri sağlanmıştır. Ayrıca, P-SV numunelerinin bariyer kalınlığı ve direnç alan bölgesine bağımlılığı incelenmiştir. Sonuç olarak, mikrofabrikasyonu tamamlanmış 25×25µm2 direnç alan bölgesine ve 2nm bariyer kalınlığına sahip bir P-SV sisteminde, oda sıcaklığında %508 TMR değeri elde edilmiştir. Ayrıca, üretilen P-SV sisteminde, tünelleme mekanizmasının uygulanan voltaja bağımlı olarak TMR değerine etkisi bulunmuş, ilk kez bu tür SV sistemlerinde Fowler Nordheim (FN) tünelleme etkisi gözlenerek, FN tünellemesinin TMR ve manyetik olmayan metalden saçılarak elde edilen manyetodirenç (GMR) etkisinin fiziksel olarak kesiştiğini temsil eden tünelleme mekanizması olabileceği gösterilmiştir.
Bazı Boronik Asit Türevlerinin DFT, Raman, FT-IR ve NMR spektroskopik yöntemler ile teorik ve deneysel olarak incelenmesi
2-flor-3-metil piridin-5-boronik asit, 6-brom-3-piridinil boronik asit, 4 karboksi-3-fenil boronik asit ve 3-akrilamido fenil boronik asit gibi bazı boronik asit türevlerine ait farklı moleküllerin en kararlı kimyasal yapıları Gaussian 09 programı ve 6-311++G(d,p) baz seti ve B3LYP metodu kullanılarak hesaplanmıştır. Bu moleküllerin 1H, 13C, 13C APT, 1H coupled 13C, COSY ve HETCOR NMR spektrumları d6-DMSO çözücü içerinde çözülerek ölçülmüştür. Katı halde maddelerin 13C CP/MAS NMR spektrumları alınmıştır. Bu moleküllere ait 13C ve 1H NMR kimyasal kayma değerleri aynı baz seti kullanılarak teorik olarak hesaplanmıştır. Çeşitli çözücüler içerisinde deneysel olarak UV-VİS spektrumları elde edilip, 6-311++G(d,p) baz seti, B3LYP metodu ile teorik spektrum çizilip Gaussam 2.0 programı ile elektronik geçişler tayin edilmiştir. FT-IR, Raman ölçümleri, titreşim işaretlemeleri, XRD ölçümleri ve HOMO-LUMO hesaplamaları ve moleküler orbital analizleri yapılmıştır. Bu moleküllerin bazı J kapling değerleri DMSO çözücü içerisinde deneysel olarak belirlenmiştir. Ayrıca bu moleküllerin bağ uzunluğu, bağ açısı gibi bazı geometrik parametreleri DFT/B3LYP metodu, 6-311++G(d,p) baz seti kullanılarak belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Boronik asit türevleri, NMR, IR, Raman, UV/VIS, DFT.
Cds/cuo heteroeklem yapının elde edilmesi ve fiziksel özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada CdS ve CuO yarıiletken filmleri mikroskop ve flor katkılı kalay oksit kaplı cam tabanlar üzerine kimyasal banyo depolama yöntemi ile elde edilmiştir. X-ışını kırınım desenlerinden elde edilen CdS filmlerinin yüzey merkezli kübik ve CuO filmlerinin basit taban merkezli monoklinik yapıda oldukları belirlenmiş, örgü sabitleri, kristal tanecik boyutları, kristal yapıdaki sıkışmalar, gerilmeler ve dislokasyon yoğunlukları hesaplanmıştır. Filmlerin yasak enerji aralıklarının direkt bant geçişli oldukları belirlenmiş, cam ve FTO taban üzerine elde edilen CdS filmlerinin yasak enerji aralıkları sırasıyla 2,39 ve 2,35 eV, CuO filmleri için sırasıyla 1,61 ve 1,26 eV olduğu hesaplanmıştır. Filmlerin fotolüminesans ölçümlerinden tuzaklar tanımlanmıştır. Filmlerin yüzey morfolojisi analizleri atomik kuvvet mikroskobu ve alan emisyon taramalı elektron mikroskobu ile incelenmiştir. KBD yöntemiyle FTO taban üzerine p-CuO/n-CdS yapısı elde edilerek üzerine altın kontaklar buharlaştırılmıştır. Filmlerin elektriksel özelliklerinden tuzaklı yapıya sahip oldukları ve tuzak yoğunluklarının CdS ve CuO filmleri için sırasıyla 1,04×1021 ve 3,18×1025 m-3, tuzak enerji seviyelerinin CdS için 0,67 eV iletim bandının altında ve CuO filmi için 0,31 eV valans bandının üzerinde olduğu belirlenmiştir. C-V ölçümlerinde Vbi değeri CdS için 0,43 V ve CuO filmi için 0,68 V olarak hesaplanmıştır. G-f ölçümlerinden CdS filmindeki tuzakların yasak enerji aralığında düzgün olmayan dağılım gösterdikleri belirlenmiştir. FTO/p-CuO/n-CdS/Au yapısının I-V ölçümlerinden ideal diyot faktörünün 3,53 olduğu hesaplanmıştır.
Elektrokimyasal yöntemle üretilen nano yapılı ZnO ince filmlerinin bazı fiziksel ve optik özelliklerinin belirlenmesi
Bu çalışmada, ZnO yarıiletken filmleri elektrokimyasal depozisyon yöntemi ile elde edilmiştir. Filmlerin üretimi dört ana grup altında gerçekleştirilmiştir. Birinci grupta, çözelti pH'nın ve oksijenin film üzerindeki etkileri araştırılmıştır. İkinci grupta, deneyler farklı değerdeki değişken manyetik alan altında gerçekleştirilmiştir ve manyetik alanın etkileri incelenmiştir. Üçüncü grupta, Zn(NO3)2.6H2O elektroliti kullanılarak elde edilen filmler üzerinde oksijenin ve sabit değerdeki manyetik alanın etkileri araştırılmıştır. Dördüncü grupta, ZnCl2 elektroliti kullanılarak elde edilen filmler üzerinde oksijenin ve sabit değerdeki manyetik alanın etkileri ele alınmıştır. Elde edilen bütün filmlerin optik özellikleri, UV-VIS cihazı kullanılarak dalga boyuna karşı absorbans ölçümlerinden elde edilmiştir. Filmlerin yapısal özellikleri XRD cihazı ile belirlenmiştir.Filmlerin morfolojik ve elementsel analizleri SEM-EDX cihazı ile araştırılmıştır.
Kuantum sınırlı safsızlık atomlarının kullanıldığı THz dedektör yapıların MBE yöntemiyle büyütülmesi ve karakterizasyonu
Elektromanyetik tayfın Terahertz (THz) frekans bölgesinde çalışan algılayıcı sistemler çok geniş kullanım alanlarına sahiptir. Ancak sahip olduğu büyük potansiyele rağmen bu bölgede çalışan algılama sistemleri yeterli olgunluğa erişememiştir. Bu eksikliği gidermek için var olan sistemlere alternatif bir yaklaşımla kuantum kuyu içine yerleştirilen bir boyutta sınırlandırılmış safsızlık atomlarının hidrojenik enerji seviyeleri (1s, 2p±) kullanılarak kompakt THz algılayıcılar üretmek mümkündür. Bu çalışma, kuantum sınırlı safsızlık atomlarının dipol izinli geçişlerini (1s→2p±) esas alan THz algılama sistemlerinin MBE sisteminde büyütülmelerini ve yapılan optoelektronik karakterizasyonlarını kapsamaktadır. Öncelikle çoklu kuantum kuyu ve çift engel tınlaşım tünelleme yapılar üzerinden delta katkılama çalışmaları yapılmıştır. Çoklu kuantum kuyu örnekler için fotolüminesans (PL) ölçümleri ile ve çift engel tınlaşım tünelleme örnekleri için karanlık akım ve voltaj bağımlı PL ölçümleri ile karakterizasyonlar yapılmıştır. Delta katkılama için belirlenen parametreler kullanılarak çoklu kuantum kuyular üretilmiş ve uzak kızılötesi (FIR) bölgede soğurma ölçümleri yapılmıştır. Bu ölçümlerde p-tipi delta katkılanan örnekler için 1s→2p± geçişleri soğurma spektrumunda gözlemlenmiştir. Yanal aygıt tasarımına sahip aygıtlar için karanlık akım, fotoakım ve fototepki karakterizasyonları yapılmıştır ancak net bir tepki gözlemlenememiştir.
Orta-kızılötesi dalgaboyunda çalışan InAs/GaSb süperörgü fotodiyotların opto-elektronik karakterizasyonu
Bu çalışmada, orta-kızılötesi bölgesinde çalışan InAs/GaSb süperörgü fotodiyotların opto-elektronik karakterizasyonları yapılmıştır. Hall etkisi ölçümleriyle InAs ve GaSb malzemeleri için katkı kalibrasyonları tamamlanmış; ayrıca, katkısız süperörgü yapıdaki taşıyıcı tipinin sıcaklığa bağlı olarak değişimi incelenmiştir. Katman kalınlıklarının sistematik olarak değiştirildiği süperörgü yapılardaki kesim dalga boyu değişimi ve enerji seviyeleri arasındaki geçişler tayfsal fototepki ve soğurma ölçümleri yapılarak incelenmiştir. Sıcaklık bağımlı optik ölçümlerle, bant kenarının değişimi ve yapıların yüksek sıcaklıklarda çalışma potansiyelleri araştırılmıştır. Fotodiyotların tepkisellik ölçümleri yapılarak, fotoakım yaratma yetenekleri incelenmiş ve kuantum verimleri hesaplanmıştır. Sıcaklık bağımlı karanlık akım ölçümleri, yaratma-yeniden birleşme (G-R) ve yüzey kaçak akımlarının farklı sıcaklıklarda baskın mekanizma olduğunu göstermiştir.
Optik örgüde ultrasoğuk atomlar
Bu çalışmada lazer ışığıyla oluşturulan üç-boyutlu periyodik potansiyelli optik örgünün Bose-Einstein yoğuşması içine yüklenmesi ele alınmıştır. Harmonik potansiyelde tuzaklanmış ultra-soğuk bozonların özellikleri incelenmiştir. Bloch ve Wannier fonksiyonları kullanılarak bu gibi sistemlerin bant yapıları tartışılmıştır. Parabolik potansiyelli zamana bağlı bir boyutlu optik örgüde sıkı bağlanma yaklaşıklığı kullanarak, bu sistemlerin kuantum etkileri çalışılmıştır. Bu amaçla Gross Pitaevskii eşitliği ve Schrödinger denklemi kullanılmıştır. Atomik hareketi tanımlayan dinamik denklemi çözülmüştür. Titreşimli bir optik örgüde Bose-Einstein Yoğuşmasının dinamik yerleşimi anlatılmıştır.
Nikel oksit filmlerinin farklı yöntemlerle elde edilmesi ve bazı fiziksel özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, nikel oksit filmler kimyasal banyo depolama (CBD), ardışık iyonik tabaka adsorpsiyon ve reaksiyonu (SILAR), sol-jel döndürerek kaplama, ve ultrasonik püskürtme yöntemleri kullanılarak cam ve FTO kaplı cam altlıklar üzerine elde edilmiştir. Numunelerin bazı fiziksel özellikleri incelenmiştir. X-ışını kırınım desenlerinden elde edilen tüm NiO filmlerinin polikristal ve yüzey merkezli kübik yapıda oldukları belirlenmiştir. Tanecik boyutlarının filmleri elde etme yöntemi ve deney parametrelerine bağlı olarak 10- 33 nm arasında değiştiği belirlenmiştir. FT-IR ve Raman spektroskopileri kullanılarak elde edilen filmlerin yapısal özellikleri incelenmiştir. Numunelerin yüzey morfolojisi analizleri alan emisyon taramalı elektron mikroskobu (FESEM) ile incelenmiştir. Yüzey morfolojilerinin film elde etme yöntemi ve deney parametrelerine bağlı olduğu görülmüştür. CBD yöntemiyle elde edilen filmler nano flake ve nanosheet formunda iken diğer yöntemler elde edilen filmlerin küçük taneciklerle kaplı film yüzeyine sahip oldukları gözlenmiştir. Filmlerin yasak enerji aralıklarının direkt bant geçişli oldukları ve enerji aralıklarının yaklaşık 3,37 - 3,93 eV arasında değiştiği saptanmıştır. Elde edilen NiO filmlerinin elektrokimyasal davranışları dönüşümlü voltametri (CV) ile 0,3 M KOH çözeltisi içersinde analiz edilmiştir. Numunelerin elektrokromik uygulamalar için tekrar edilebilirliği ve tutarlılığı incelenmiştir.
Optik bölge fotometrik veri analizi sonuçlarına göre, am her yıldızının fiziksel değişkenliklerinin belirlenmesi
Çalışmada Am Herculis kataklismik değişeninin 25-26 Haziran 2012 tarihlerinde Ulupınar Gözlem Evi'nden ve 02-24-25 ve 26 Mayıs 2014 tarihlerinde TUBITAK Ulusal Gözlem Evi'nden yapılan gözlem verileri üzerinde, hazırlanan yazılım aracılığı ile, String-Length yöntemi uygulanmış ve Am Her kataklismik değişeninin periyod analizi gerçekleştirilmiştir. Ayrıca AVVSO veri tabanında bulunan ve yöntemin uygulanmasının mümkün görüldüğü çeşitli gözlemler üzerinde aynı uygulama denenmiş ve sonuçlar bir birleri ile karşılaştırılmıştır. Yapılan denemeler sonunda uygulamanın hassasiyetinin düşük olmasına rağmen, kısa sürede sonuç alınabiliyor olduğu görülmüştür. Yapılan gözlemlerin bir çoğunda AM Herculis yıldızının gerçek orbital periyodu gözlenebilmiştir. Ayrıca cisimler arasındaki farklılıklar analiz sonrası elde edilen verilerden gözlenebilmiştir.
Kimyasal banyo depolama metodu ile elde edilen CDS yarıiletken filmlerinin bazı fiziksel özellikleri üzerine tavlama işleminin etkisi
Bu tez çalışmasında yarıiletken CdS filmleri, kimyasal banyo depolama metodu ile cam tabanlar ile FTO cam taban üzerine üretilmiştir. Cam taban üzerine üretilen CdS filmleri sırasıyla 250oC, 300oC, 350oC ve 400oC sıcaklıklarında tavlanmıştır. Daha sonra bu filmlerin optiksel, yapısal, yüzeysel özellikleri incelenmiştir ve elipsometri ile filmlerin kalınlık ölçümleri yapılmıştır. Filmlerin x-ışını kırınım desenleri incelendiğinde numunelerin polikristal yapıda olduğu belirlenmiştir. Filmlerin optiksel özellikleri incelenmiş ve filmlerin direkt bant geçişine sahip oldukları belirlenmiştir. Filmlerin geçirgenlik değerleri 350oC tavlama sıcaklığına kadar azalma göstermiş, 350oC ve 400oC sıcaklıklarında ise arttığı gözlenmiştir. Filmlerin yüzeysel özellikleri incelendiğinde, 350oC ve 400oC sıcaklık değerlerinde tavlama sıcaklığı artışının CdS filmleri yapısı üzerine olumlu etkilerinin olduğu gözlenmiştir. Sıcak-uç metodu ile CdS/FTO filminin n-tipi iletim özelliği gösterdiği belirlenmiştir. Elde edilen akım-voltaj eğrilerinden yararlanılarak FTO/n-CdS yarıiletken filminin mobilite ve elektriksel iletkenlik değerleri hesaplanmıştır.
Bazı piperazin türevleri ve metal komplekslerinin spektroskopik özelliklerinin deneysel ve teorik olarak incelenmesi
Bu çalışmada piperazin türevleri olan 1-siklobütilpiperazin, 1-bütilpiperazin, 1-siklopentilpiperazin ve 2-metilpiperazin moleküllerinin FT-IR ile Raman spektrumları sırasıyla 4000-30 cm-1 ve 4000-50 cm-1 bölgelerinde alınmıştır. Ele alınan moleküllerin optimize geometrik parametreleri, konformasyonel dengesi, normal mod frekansları ve titreşim işaretlemeleri teorik olarak yoğunluk fonksiyonel teori (YFT) metodu B3LYP ve 6-31++G(d,p) baz seti kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Titreşim işaretlemeleri potansiyel enerji dağılımları (PED) temel alınarak yapılmıştır. Ayrıca termodinamik fonksiyonlar, işgal edilmiş en yüksek ve işgal edilmemiş en düşük moleküler orbitaller (HOMO ve LUMO) de incelenmiştir. Hesaplamalar moleküllerin dört farklı konformasyonu için gaz fazında ve çözücü ortamında gerçekleştirilmiştir. Çözücü etkisi kloroform ve dimetilsülfoksit kullanılarak incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar B3LYP metodunun titreşim frekansları ve yapısal parametreler için iyi sonuçlar verdiğini göstermektedir. Titreşim frekansları, işaretlemeleri ve şiddetlerinin çözücü ortamında değiştiği görülmektedir. Ayrıca 2-metilpiperazin ligand molekülü kullanılarak Hofmann tipi konak ve konak-konuk bileşikleri elde edilmiştir. Bu yapıların titreşim spektrumlarının analizinden ligand molekülünün azot ucundan M metal atomuna bağlı olduğu ve benzen konuk molekülünün tabakalar arasında oluşan yapısal boşluklara hapsedildiği sonucuna varılmıştır.
Oktonların fiziksel uygulamaları
Bu çalışmada sekiz boyutlu oktonların fiziksel uygulamalarından bahsedilmiştir. Oktonik cebir; skaler, psedoskaler, vektör ve psedovektör bileşenleri üzerinde hep birlikte matematiksel işlemler yapılmasını sağlar. Bu yapı kullanılarak elektromanyetik alanda enerji, momentum ve Lorenz değişmezleri arasındaki ilişki gösterilebilir. Sekiz bileşenli oktonik dalga fonksiyonu ve oktonik konum operatörleri kullanılarak rölativistik kuantum mekaniği de genelleştirilebilir. Öte yandan lineer gravitasyonun Maxwell-Proca tipi denklemlerini de oktonlar kullanarak kısa ve şık bir biçimde ifade etmek mümkündür. Bu çalışmada elektromanyetizmanın Maxwell-Dirac-Proca tipi genelleştirilmiş denklemlerine benzer şekilde, gravitoelektromanyetizmanın (GEM)'in alan denklemleri okton cebiri kullanılarak türetilmiştir. Ayrıca Proca ve Dirac tipi terimler kullanılarak genelleştirilmiş dalga denklemi ve Klein-Gordon denklemleri de elde edilmiştir.
Plazma temel denklemleri ve düşük basınç plazmalarda langmuır probu ölçümleriyle optik ve elektriksel özelliklerin belirlenmesi
Bu çalışmada, temel plazma denklemleri, plazmaların sınıflandırılması ve karakteristik özellikleri, bunların yanı sıra laboratuvar koşullarında düşük basınçta elde edilecek plazma için deneysel düzenek ve çeşitli teoriler detaylı bir şekilde anlatılmıştır. Düşük basınçlarda gaz karışım deşarjı elde etmek için kuvars deşarj odası (tüpü) oluşturulmuştur. Elektrik ve topraklama elektrotları arasında deşarj elde etmek için 13,56 MHz'lik radyo frekans (RF) güç kaynağı kullanılmıştır. Gaz karışım plazmaları oluşturmak için deşarj odasına elektronegatif gazlar olan H_2 veya O_2 ile elektropozitif gaz olarak He veya Ar gazları gönderilmiştir. Düşük basınçtaki deşarj odasında ısıl dengede olmayan karışım deşarjları elde edilmiştir. Langmuir probu ve optik emisyon spektroskopisi (OES) aracılığı ile bu laboratuvar karışım deşarjlarının elektron sıcaklığı, elektron yoğunluğu, Debye uzunluğu ve elektron enerji dağılım fonksiyonu gibi plazma parametreleri yani plazmanın optik ve elektriksel özellikleri belirlenmiştir. Bunun dışında, OES metodundan da deşarj içerisinde oluşan parçacık türlerinin belirlenmesinde yararlanılmıştır. Bu parametrelerin deşarja uygulan güç miktarı ve gaz karışım oranları ile nasıl değiştiği incelenmiş ve sonuçlar detaylı bir şekilde analiz edilmiştir.
Katıhal yöntemi ile hazırlanan bizmut magnezyum niobat piroklorların karakterizasyonu ve dielektrik özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada, katı hal yöntemi ile elde edilen Bi1.5MgdNb2,5-dO8.5-1.5d (d = 0,7, 0,9, 1, 1,2, 1,4, 1,6) formülüne uygun olarak hazırlanmış ve 1050 °C ve 1100 °C sıcaklıkta sinterlenmiş bizmut magnezyum niobat piroklorların yapısı, dielektrik sabiti ve dielektrik kayıpları incelenmiştir. Elde edilen numunelerin yapısı XRD, SEM, EDX, Raman spektroskopisi karakterizasyon yöntemleri ile analiz edilmiş ve numunelerdeki magnezyum miktarı ve sinterleme sıcaklığı arttkça numunelerin yapısının nasıl değiştiği araştırılmıştır. Aynı magnezyum miktarına sahip numulerin, farklı sinterleme sıcaklığında dielektrik sabitinin ve dielektrik kayıplarının nasıl değiştiği ve aynı sıcaklıkta sinterlenmiş farklı magnezyum miktarına sahip numunelerin dielektrik sabiti ve dielektrik kayıplarının nasıl değiştiği ve bu değişimlerin sebepleri araştırılmıştır.
Grafen yapılarda SdH Yöntemi ile güç kaybı mekanizmalarının incelenmesı
Bu doktora tez çalışmasında SiO2/Si ve SiC alttaşlar üzerine büyütülmüş tek katman grafen örneklerin galvonomagnetik ölçümleri yapıldı. Düşük magnetik alan değerlerinde yapılan klasik Hall olayı ölçümleri sabit magnetik alan altında ve 1,8 - 275 K aralığında sıcaklığın fonksiyonu olarak yapıldı. Mangetorezistans ölçümleri İki farklı kısımdan oluşmaktadır. Birinci kısımda sabit elektrik altında farklı sıcaklarda magnetik alana bağlı direnç ölçümlerini kapsamaktadır. İkinci kısımda ise sabit en düşük örgü sıcaklığında farklı elektrik alan değerlerinde magnetik alana bağlı direnç ölçümleri yapıldı. Shubnikov-de Haas (SdH) osilasyonlarını elde etmek için ölçülen magnetorezistans Rxx(B) verilerinin magnetik alana göre ikinci dereceden türevi alındı. Sıcaklığa bağlı SdH osilasyonlarının; bağıl genliğinin değişmesiyle taşıyıcıların düzlem içi etkin kütlesi (m*), magnetik alan ile değişmesinde kuantum ömrü (τq) ve SdH osilasyonlarının periyotlarını kullanılarak İki boyutlu (2D) taşıyıcı yoğunluğu (N2D) ve Fermi enerjisi (EF–E1) belirlendi. SdH osilasyonlarının sıcaklığa ve elektrik alana bağlı bağıl genliği karşılaştırılarak elektrik alana karşı elektron sıcaklığı ve Güç kaybı elde edildi. Deneysel Güç kaybı mekanizmalarını için kuramsal analizler yapıldı.
Grafen yapılarda galvanomagnetik ölçümler
Grafen sahip olduğu mükemmel özelliklerinden dolayı büyük ilgi çekmektedir. Grafenin en önemli özelliklerinden biri elektronik aygıtlar için gelecek vaat eden malzeme olmasına neden olan elektronik özellikleridir. Bu tez çalışmasında, Bilkent Üniversitesi tarafından temin edilen TiO2/Si alttaş üzerinde Kimyasal Buhar Biriktirme (CVD) ile elde edilen tek katman grafen numunenin (SLG/TiO2/Si) galvanomagnetik ölçümleri yapıldı. Hall-bar şeklindeki SLG/TiO2/Si numunesi üzerindeki düşük alan Hall etkisi ölçümleri sıcaklığın fonksiyonu olarak 1,8-269,5 K sıcaklık aralığında yapıldı. Elektronik taşınım karakteristiğini etkileyen saçılma mekanizmaları, sıcaklığa bağlı Hall mobilitesinin (μ_H) deneysel verilerine uygulanarak araştırıldı. Benzer yaklaşım epitaksiyel olarak büyütülmüş SiC alttaş üzerindeki tek katman grafen ve CVD ile büyütülmüş SiO2/Si alttaş üzerindeki tek katman grafen için de tekrarlandı. Hesaplamalarda başlıca iyonize olmuş safsızlık saçılması, boyuna akustik fonon saçılması ve uzak arayüz optik fonon saçılmaları kullanıldı. Örneklerin fizikler parametrelerini elde etmek için Shubnikov de Hass (SdH) ölçümleri 1,8-269,5 K sıcaklığı aralığında ve 11 T magnetik alana kadar incelendi. 2D taşıyıcı yoğunluğu ve Fermi enerji seviyeleri iki farklı teknikle elde edilen osilasyonların periyotları aracılığıyla belirlendi. Etkin kütle (m^*) ve kuantum ömrü (τ_q) gibi diğer numune parametreleri SdH osilasyonları genliğinin sıcaklık ve magnetik alan bağımlılığından elde edildi. Farklı alttaşlara sahip numunelerin taşınım ömrünün kuantum ömrüne oranı (τ_t⁄τ_q ), Hall yoğunluğu (N_H), Hall mobilitesi (μ_H) değerleri karşılaştırıldı ve bu parametrelerin taşınım olgusuna olan etkileri araştırıldı.
GaN tabanlı sıcak elektron ışın yayıcı hetero-yapılar
Bu çalışmada, elektronik ve opto-elektronik aygıtların üretilmesinde kullanılan InGaN/GaN çoklu kuantum kuyu yapıların optik özellikleri incelenmiştir. Farklı kuantum kuyu sayısına ve In miktarına sahip olan örnekler safir alttaş üzerine büyütülmüştür. Optiksel ölçümlerin ilk kısmında, InGaN/GaN çoklu kuantum kuyu yapıların yayınım mekanizmasını incelemek için sıcaklığa bağlı (3-300 K) fotolüminesans ölçümleri alındı. Numunelerin fotolüminesans spektrumlarında gözlenen InGaN çoklu kuantum kuyusuna ait ana geçişin pik enerjisinin ve GaN bariyer pik enerjisinin sıcaklığa bağlı değişimleri temel Varshni ve Bant kuyruk modelleri ile desteklenerek incelendi. Kuantum kuyu sayısı ve In konsantrasyonunun bu parametreler üzerindeki etkisi araştırıldı. Çalışmanın ikinci kısmında ise sıcaklığa bağlı Raman ölçümleri alındı. Elde edilen spektrumlarda InGaN/GaN çoklu kuantum kuyu örneklerin boyuna optik fonon enerjileri belirlendi. Elde edilen sonuçlar literatür ile karşılaştırmalı olarak değerlendirildi.
Farklı sol parametrelerinde sol jel yöntemiyle elde edilen zno filmlerinin karakterizasyonu ve elektronik aygıt uygulamaları
Bu çalışmada, Çinko Oksit (ZnO) filmleri, p-Si alttaşlar üzerine sol-jel spin kaplama yöntemiyle üç farklı tipte çözelti hazırlanılarak elde edilmiştir. Farklı çözücülerin, ZnO filmlerinin yapısal ve morfolojik özelliklerine etkileri araştırılmıştır. XRD desenleri tüm filmlerinin hekzagonal yapıda olduğunu göstermiştir. ZnO filmlerinin kristal boyutu (D), örgü parametreleri (a, c) ve yapılanma katsayısı (TC) değerleri hesaplanmıştır. Filmlerin morfolojik özellikleri FESEM görüntülerinden incelenmiştir. Yapısal ve morfolojik özelliklerine göre en iyi ZnO filmleri seçilerek p-Si/ n-ZnO heteroeklem diyot fabrikasyonu yapılmıştır. Bu diyotların elektriksel karakterizasyonu incelenmiştir. Heteroeklem diyotların I-V ölçümlerinden, idealite faktörü (n) ve bariyer yüksekliği (b) değerleri hesaplanmıştır. Bu diyotların seri direnç (Rs) ve bariyer yüksekliği (b), Norde metodu kullanılarak hesaplanmıştır. Deneysel sonuçlar, metal ve yarıiletken ara yüzeyindeki durumların ve seri direncin heteroeklem diyotların elektriksel özelliklerinde önemli faktör olduğunu göstermiştir.
Fotovoltaik uygulamalar için Sb2S3 soğurucu tabaka üretimi ve incelenmesi
Günümüzde fotovoltaik güneş hücresi uygulamalarında soğurucu tabaka olarak sıklıkla kullanılan CuInGaSe2, CdTe ve Cu2ZnSnS4 gibi yarıiletken malzemelerle kıyaslandığında uzun vadede kararlı olan, ham malzeme maliyeti düşük olan, yüksek soğurma katsayısına sahip olan, az sayıda ve toksik olmayan elementlerden oluşan Sb2S3 filmi bilimsel araştırmalarda ilgi çeken bir malzeme olmaya başlamıştır. Bununla birlikte, Sb2S3 tabanlı güneş hücrelerinin verimlilik değerleri teorik olarak öngörülen değerin altında kalmaktadır. Bu sınırlamaya neden olan faktörlerin ortaya konulması açısından literatürdeki teorik ve deneysel çalışmalar yetersiz kalmaktadır. Bu değerlendirmeler tez çalışması kapsamında gelecekteki uygulamalar için umut vaat eden bir malzeme olan Sb2S3 filmlerinin üretimi ve deneysel olarak detaylı analizi konusunda motivasyon yaratmıştır. Sb2S3 filmleri ile ilgili olarak literatürde görülen eksiklerin giderilmesi ve vurgulanan problemlerin çözülmesi adına bu tez çalışmasında öncelikle dirençli ısıl buharlaştırma yöntemi ile Sb2S3 öncül kaplamaları elde edilmiş, daha sonrasında farklı sıcaklık, atmosfer ve gaz akış hızlarında gerçekleştirilen ısıl işlemler ile Sb2S3 filmlerinin üretimi ve optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Elde edilen Sb2S3 filmlerinin yapısal, optik, yüzeysel ve elektriksel özellikleri X-ışınları kırınımı (XRD), Raman Spektroskopisi, UV-VIS Spektroskopisi, Atomik Kuvvet Mikroskopisi (AKM) ve İki-uç tekniği gibi yöntemler ile detaylı bir şekilde araştırılmıştır. Uygulanan ısıl işlemler ile Sb2S3 filmlerinin herhangi bir ikincil faz olmaksızın elde edilebildiği, optik bant aralığı değerinin 1,7 eV'a kadar düşürülebildiği, bu tez çalışmasında ısıl işlemlerde kullanılmak üzere tasarlanan borosilikat hücrede yapılan sülfürleme işlemi ile literatürde sıklıkla vurgulanan kükürt problemin giderilebildiği ve Sb2S3 filmlerinin yüzey morfolojilerinin modifiye edilebildiği görülmüştür. Bununla birlikte yapılan tüm optimizasyon çalışmalarına rağmen elektriksel özdirenç değerlerinin arzu edilen mertebede azaltılamadığı ortaya konulmuştur. Bu tez çalışması kapsamında gerçekleştirilen çalışmalar sonucunda; özellikle enerji uygulamalarında umut vaat eden bir malzeme olarak öne çıkan Sb2S3 filmlerinin optimizasyonu açısından detaylı analizler gerçekleştirilmiş ve özellikle sülfürleme sürecinde kullanılan yöntem ile gelecekteki potansiyel araştırmalar için yol gösterici olabileceği düşünülen çıktılar ortaya konulmuştur.
Boya duyarlı güneş hücreleri için hidrotermal yöntem ile üretilen ZnO ve AZO nanoyapılı filmlerin elektrokimyasal ve korozyon özellikleri
Boya duyarlı güneş hücreleri düşük maliyetli üçüncü nesil güneş hücreleri grubuna ait ince film temelli aygıtlardır. Bu aygıtlarda fotoanot malzemesi boyayı destekleme, foton soğurma ve elektron taşınımı süreçlerinde özel bir öneme sahiptir. Birçok teknolojik uygulamada yaygın kullanım potansiyeli olan ZnO nanoçubuk dizileri fotoanot olarak dikkat çekici malzemelerdir. Ancak ZnO temelli boya duyarlı güneş hücrelerinin performanslarını artırmak için ZnO nanoçubuk dizilerinin kontrollü olarak büyütülmesi ve özelliklerinin iyileştirilmesi gerekmektedir. Bu tez çalışmasında amacımız hidrotermal öncül çözeltilerin hazırlanmasında hekzametilentetramin ve hekzametilentetramin-hekzametilendiamin ligant karışımı kullanarak özgün katkısız ve sabit oranda Al katkılı ZnO nanoçubuk dizilerini kontrollü nanoyapı üretme imkânı sağlayan hidrotermal yöntem ile büyütmek ve fotoanot olarak kullanım potansiyellerini araştırmaktır. Tez kapsamında katkısız ve Al-katkılı ZnO nanoçubuk dizilerinin üretimi iki aşamalı bir süreçle gerçekleştirilmiştir. Öncelikle FTO alttaşlar üzerine aynı üretim parametrelerinde sol-jel döndürerek kaplama tekniği ile ZnO tohum tabakaları üretilmiş ve ardından üzerlerine hidrotermal yöntem ile nanoyapılı filmler büyütülmüştür. Ayrıca, katkısız ve Al-katkılı ZnO nanoçubuk dizilerinin özellikleri literatürden farklı olarak hekzametilentetramin-hekzametilendiamin ligant karışımı kullanılarak da modifiye edilmiştir. Tüm nanoyapılı filmlerin fotoanot olarak kullanım potansiyellerini araştırmak için standart analizleri (XRD, UV/Vis Spektrofotometri, AFM, FESEM-EDS) yapılmış ve N719 boya yüklenme kapasiteleri, korozyon dirençleri, yük transfer kinetikleri ve difüzyon mekanizmaları ileri analiz teknikleri (Elektrokimyasal empedans spektroskopisi, korozyon ve boya yükleme testleri) kullanılarak incelenmiştir. Tüm analizler değerlendirilerek, hidrotermal öncül çözeltilerin hazırlanmasında kullanılan ligantların ve Al katkı elementinin, aynı özelliklere sahip ZnO tohum tabakaları üzerine büyütülen ZnO nanoçubuk dizilerinin yapısal, optik, yüzey ve elektrokimyasal özellikleri yanında korozyon direnci ve boya yükleme kapasiteri üzerinde güçlü bir etki yarattığı saptanmıştır. Ayrıca katkısız ZnO nanoyapılı filmlerin fotoanot olarak kullanım potansiyellerini sınırlayan faktörlerin, sabit oranda Al elementi katkılanarak ve/veya hekzametilentetramin-hekzametilendiamin ligant karışımı kullanılarak minimize edilebileceği sonucuna varılmıştır.aktır
RF magnetron saçtırma tekniği ile tek adımlı CIGSe filmlerin optimizasyonu ve katkılanması
Günümüzde, güneş pillerinin geliştirilmesi kapsamında artık daha düşük maliyetli ve karmaşık olmayan üretim tekniklerinin geliştirilmesine odaklanılmıştır. CIGSe filmleri için kullanılan vakumlu veya vakumsuz birçok üretim tekniği mevcuttur. Fakat bu üretim teknikleri, karmaşık ve uzun bir üretim sürecine sahiptir ve çoğu üretim tekniğinde toksik bir gaz olan H2Se gazı kullanılmaktadır. Buradan yola çıkılarak bu tez çalışmasında farklı üretim teknikleri ile CIGSe, Gümüş (Ag) katkılı CIGSe, Tungsten (W) katkılı CIGSe ve Molibden (Mo) katkılı CIGSe filmleri üretilmiştir. CIGSe filmlerinde toksik bir gaz olan H2Se gazı kullanılmamış ve üretimler tek adımlı olarak gerçekleştirilmiştir. Ag katkılı CIGSe filmlerinde eş saçtırma ve katmanlı üretim teknikleri çalışılmıştır. W ve Mo katkılı CIGSe filmlerinde ise katmanlı üretim teknikleri ile katkılama çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Üretilen tüm filmlerin optik, özdirenç, yapısal ve yüzey özellikleri sırasıyla UV/Vis Spektrofotometri, dört nokta uç, AKM, XRD, SEM-EDS ve optik profilometre teknikleri ile incelenmiştir. İncelemeler sonucunda CIGSe filmlerinden C2-3 no'lu film, tek adımlı üretim tekniği kullanılarak düşük özdirenç değerine (1,6 Ω.cm) ve iyi kristal yapı özelliklerine sahip olması ile öne çıkmıştır. Tez kapsamında iyi bir kristal yapı ile birlikte en düşük özdirenç (0,5 Ω.cm) ve en yüksek soğurma katsayısı (6,1 x 104 cm-1) değeri, Ag katkılı CIGSe filmlerinden eş saçtırma tekniğinin kullanıldığı A1-1 no'lu filmde elde edilmiştir. W ve Mo katkılı filmlerde ise düşük özdirenç değerleri ile W ve Mo'nun ara katman olarak kullanıldığı ve ısıl işlemin bulunmadığı W3 (0,6 Ω.cm) ve Mo3 (0,9 Ω.cm) no'lu filmler öne çıkmıştır. Bu kapsamda bu filmlerin soğurucu tabaka olarak güneş pillerinde kullanılmasının uygun olduğu değerlendirilmiştir
Yoğunluk fonksiyonel teorisi ile iki boyutlu geçiş metali dikalkojenitlerinin yapısal, elektriksel ve manyetik özelliklerinin incelenmesi
Bu tez çalışmasında, iki boyutlu geçiş metali dikalkojenitlerinin yapısal, elektronik ve manyetik özellikleri, Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi kullanılarak kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Geçiş metalleri (Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta ve W) ve kalkojen atomlarından (S, Se ve Te) oluşan TMDC'lerin, bileşimlerine ve onların fazlarına (hekzagonal veya trigonal) bağlı olarak bu özelliklerin önemli derecede değişiklik gösterdiği belirlenmiştir. Yapısal analizler, örgü sabitlerinin, bağ uzunluklarının ve katmanlar arası mesafelerin, metal ve kalkojen atomlarının türüne bağlı olarak değiştiğini ortaya koymuştur. Elektronik yapı analizleri ise, bu malzemelerin yarıiletken, metalik ve manyetik özellikler sergileyebileceğini göstermiştir. Dinamik kararlılık, sonlu yer değiştirme yöntemi ile hesaplanan fonon bant yapıları ile değerlendirilmiş ve hekzagonal fazdaki TMDC'lerin genellikle dinamik olarak kararlı olduğu, trigonal fazdaki bileşiklerinde ise daha fazla sayıdaki yapıda negatif frekanslar gözlemlendiği, bu durumun dinamik kararsızlık gösterdiği belirlenmiştir. 84 adet TMDC arasından 15'inin hem dinamik olarak kararlı hem de manyetik özellik gösterdiği tespit edilmiştir. Bu bileşiklerin manyetik özellikleri 2D Ising modeli ve Monte Carlo simülasyonları ile incelenmiştir. Sonuçlar, yüksek sıcaklık uygulamaları, spintronik cihazlar ve manyetik depolama teknolojileri için bu malzemelerin önemli adaylar olduğunu göstermektedir. Çalışmada ayrıca, Hubbard parametresinin iki boyutlu geçiş metali dikalkojenitlerinin elektronik ve manyetik özellikleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Standart DFT yönteminin yetersiz kaldığı durumlarda, Hubbard parametresi ile yapılan DFT+U düzeltmeleri, özellikle geçiş metallerinin d-orbitalleri arasındaki güçlü elektron korelasyonlarının etkilerini hesaba katmaya imkan tanımıştır. Yapılan analizler sonucunda, Hubbard parametresinin malzemelerin yapısal parametrelerinde, elektronik yapılarında, manyetik etkile şimlerinde ve Curie sıcaklıklarında önemli değişikliklere yol açtığı tespit edilmiştir.
AlGaAs yarıiletken bileşiğinde elektron taşınım özelliklerinin monte carlo simulasyonu ile incelenmesi
Yarı iletkenlerde elektron taşınımına son yıllardaki araştırmalarda dikkate değer şekilde ilgi duyulmaktadır. Uygulanan elektrik alanın elektron sürüklenme hızına olan bağımlılığı bu tip araştırmalarda ana amaç haline gelmiştir. Direkt geçişli yarı iletkenlerin önemli karakteristiklerinden biri, sürüklenme hızının elektrik alan artarken, maksimumunun yüksek değerler almasıdır. İndirekt geçişli malzemeler de ise sürüklenme hızının maksimumunun daha düşük değerler alması beklenebilir. Galyum Arsenit yarı iletken bileşiğinin direkt geçişli bir yarı iletken olduğu bilinmektedir. Galyum Arsenit içerisine alüminyum ilave edilerek yeni bir yarıiletken bileşik olan alüminyum galyum arsenit elde edilmektedir. Alüminyum galyum arsenit düşük oranlarda alüminyum içeriyorsa direkt geçişli bir malzemedir. Ancak alüminyum galyum arsenit bileşiğinin içerisindeki alüminyum miktarı arttıkça malzeme indirekt geçişli hale gelmektedir. Bundan dolayı, bu tez çalışmasında alüminyum galyum arsenit malzemesindeki alüminyum oranı arttırıldıkça sürüklenme hızının elektrik alan ile nasıl değiştiği ve bu değişim esnasında, hangi tip saçılmaların rol aldığı ve bu saçılmaların sürüklenme hızı elektrik alan grafiğine olan etkisi 77K, 300K ve 450K sıcaklıkları için incelenmiştir.
The production and investigation of antimony based thin films for energy applications
Unlike the materials commonly used in thin-film photovoltaic technologies, Sb2S3 films promise a high potential in energy applications with their unique properties such as containing abundant and non-toxic elements, stability and high absorption coefficient. However, theoretically predicted efficiency values cannot be reached for Sb2S3 based photovoltaic solar cell devices. High optical band gap and high electrical resistivity values are the main reasons for this. The motivation of this Ph.D. thesis is to add Cu and Bi metals into the Sb2S3 structure by applying new and alternative methods in the production process and to find solutions for the high optical band gap and high electrical resistivity problems of Sb2S3 film, which is known as an emerging material for solar cell technologies. It is aimed to obtain Cu or Bi containing Sb2S3 films with a two-stage process. In the first stage, the precursor coatings were obtained by thermal evaporation method, and in the second stage, these precursor coatings were subjected to heat treatment for an effective metal diffusion in a furnace in sulfur atmosphere. Precursor coatings for Cu-containing Sb2S3 films were prepared in Cu/Sb2S3 form and the initial heat treatment temperature was determined as the key parameter. In addition, precursor coatings prepared in two different geometries as bi-layer form of Bi/Sb2S3 and multi-layer form of Bi/Sb2S3 (5 layers) were subjected to heat treatment in a sulfur atmosphere at different temperatures (180, 200, 220, 240 and 260 ◦C) and Bi containing Sb2S3 films were obtained. Analyses were performed by Energy Dispersive X-ray Spectroscopy, X-ray Diffraction, Raman spectroscopy, Atomic Force Microscopy, Scanning Electron Microscopy and Four-Probe Technique to investigate the effect of incorprating Cu and Bi metals and selected initial parameters on the physical properties of Sb2S3 films. As a result of the analyses and evaluations carried out, it has concluded that the properties of Sb2S3 films containing Cu and Bi can be improved by using parameters such as initial heat treatment temperature and precursor coating geometry during metal incorpration processes, and outputs of this study may be a solution to common problems such as high optical bandgap and high electrical resistivity value of Sb2S3 films.
Tungsten oksit'te mxene ve grafen katkılayarak oluşturulan incefilmlerin optik ve elektrokromik özelliklerinin incelenmesi
Bu çalışmada WO3 üzerine 2 boyutlu (2D) malzeme olan grafen ve MXene (TiAlC2) katkılanmıştır. İTO/cam üzerine üretilen WO3 katkısız ince filme sırasıyla Grafen, Grafen:MXene ve MXene katkılanarak 4 farklı ince film elde edilerek bu ince filmlerin bazı özellikleri araştırılmıştır. Üretilen grafen ve MXene katkılı WO3 ince filmlerin mikro yapısal, yüzey ve optik özelliklerini belirlemek için FT-IR, Uv-Vis, Raman ve Atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ölçüm cihazları kullanılmıştır. Analizlere göre kristal boyutları ve ince filmlerin yüzey pürüzlülüğü oldukça küçük olduğu gözlemlenmiştir. Optik ölçümler incelendiğinde üretilen katkılı ve katkısız WO3 ince filmler yarı saydam olduğu, bant aralıklarının birbirine yakın olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca 2 boyutlu malzeme olan grafen ve MXene katkılı WO3 ince filmlerin elektrokromik özellikleri ayrıntılı şekilde incelenmiştir. Araştırmada döngüsel voltametri, kronoampemetri, kronokulometri ve nyguist ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Bu analizlerin elektrokromik ölçümleri 3 elektrot yöntemi kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Ölçümler 20, 40, 80 ve 160 mV/s farklı tarama hızlarında elde edilerek, oksidasyon ve redüksiyon pikleri gözlemlendi. WO3 ince filme Grafen:MXene katkısı ile MXene katkılanması ince filmi iyon girişinde daha elverişli hale getirdiği ve çeşitli özelliklerini iyileştirdiği sonuç olarak gözlemlenmektedir. . Tek bir grafen katkılı WO3 ince filmin kullanıldığı deneyde 400 döngüden sonra tükenmesi bu malzemenin kararlılığını ve dayanıklılığını göstermektedir. Elde edilen sonuç ve bulgulara göre grafen uzun çevrimli cihazların imalatı için en uygun malzemedir.
Laserlerlerin tıptaki fizik uygulamaları
Uyarılmış atomlar tarafından güçlenen dar, tek yönlü, tutarlı, hareketli, güçlendirilmiş bir ışık ışınının çeliği kesecek kadar güçlü olduğunu hayal etmek zordur. 1917'de Albert Einstein, belirli koşullar altında atomların ışığı emebileceğini ve ödünç aldıkları enerjiyi dökmek üzere uyarılabileceğini öne sürdü. Charles Townes, 1951 yılında laser (Uyarılmış Işınım Yayınlanmasıyla Isığın güçlendirilmesi) buldu. Theodore Maiman, 1960 yılında ilk insan yapımı laseri yaptı, sentetik yakuttan bir çubuktaki flaş lambasının parıltısını araştırdı. Laserler günümüzde çok çeşitli meslek grupları tarafından kullanılsa da laser teknolojisinin en anlamlı uygulamalarından biri de tıp alanında kullanılmasıdır. Daha hızlı, daha az invaziv ve yüksek hassasiyete sahip olan laserler, son yarım yüzyılda dermatoloji, oftalmoloji, diş hekimliği, vb. dahil olmak üzere çoğu tıbbi disipline girmiştir. Laser birçok açıdan bir hastalığın teşhis ve tedavisinde devrim yarattı. Cerrahi bir araç olarak laser üç temel işlevi yerine getirebilir. Bir noktaya odaklanıldığında keserken derinlemesine dağlama yaparak bıçağın neden olduğu cerrahi travmayı azaltır. Bir dokunun yüzeyini buharlaştırabilir. Veya optik fiberler aracılığıyla doktorun vücudun içini görmesine olanak sağlayabilir. Laserler aynı zamanda yüksek çözünürlüklü mikroskopiden hücre altı nanocerrahiye kadar biyolojik uygulamalarda da vazgeçilmez bir araç haline gelmiştir. Aslında tıbbi laserler, bir fikrin hareketinin tıp dünyasını gerçekten nasıl değiştirebileceğinin en iyi örneğidir. Bu tez, dört ana kategori dahil olmak üzere laserlerin tıptaki çeşitli uygulamalarını inceleyecektir. Bu çalışma, laser ışınlarının orijinalliği ve hastaların tedavi ve iyileşmesinde onlardan nasıl faydalandığımız hakkında fikir vermektedir. Önemli tıbbi laserlerden bazıları şunlardır: Laparoskopik cerrahide kullanılan Neodimyum-YAG Laser (Nd:YAG), Karbon Dioksit Laser (𝐶𝑂2) ise özellikle jinekolojik cerrahide cerrahi operasyonlarda en yaygın kullanılanlardan biridir. Ayrıca neşter olarak da kullanılmakta, Argon Laser (𝐴𝑟+) oftalmolojide, Boya Laser ise son yıllarda kanser tümörlerinin tedavisinde kullanılmaktadır. Argon ve Boya Laser ışınlarının çıplak gözle görülebilen yoğun görünür ışık ürettiğini biliyoruz. Bu nedenle cerrah ve hekim tarafından kolaylıkla kontrol edilip yönlendirilir. Ancak Karbon Dioksit ve YAG Laserlerin ışınları görünmezdir ve kızılötesi bölgenin Bölgesinde bulunurlar. Bu nedenle Helyum Neon laserlerin kırmızı renkli ve enerjisi çok düşük ışınlarını kullanıyoruz.
Silisyum tabanlı fotonik yapılarda elektromanyetik dalga yayılımının incelenmesi
Fotonik, madde ile ışığın etkileşmesini inceler. Işık, fotonik yapı olarak tanımlanabilen dalga kılavuzu ortamında yayılır. Işık elektromanyetik bir dalgadır. Elektromanyetik dalganın, dolayısıyla ışığın fotonik ortam içindeki hareketi bu ortam tarafından belirlenir. Ortamın geometrik yapısı, kırılma indisi, uzunluğu, eş yönlülüğü gibi parametreleri elektromanyetik dalganın hareketini baskın şekilde etkiler. Silisyum, özellikle yarıiletken teknolojisindeki temel materyallerden birisidir. Bu çalışmada, temel materyali silisyum olan fotonik yapılarda, elektromanyetik dalgaların verimli bir şekilde hareketi, fotonik yapı ve elektromanyetik dalga parametreleri optimize edilerek incelenmiştir.
Ce katkılı nanoyapılı ZnO filmlerinin sentezi ve fotokatalitik aktivitesi
Endüstriyel kaynaklı su kirliliği son yıllarda giderek ciddi bir sorun haline gelmektedir. Bu sorunu çözmek için alternatif bir süreç olarak yarıiletken fotokatalizörler tercih edilmektedir. Bunlardan ZnO fotokatalizörleri uygun maliyeti, doğada bol bulunması ve çevre dostu bir malzeme olması gibi özelliklerinden dolayı son zamanlarda atık su arıtımında umut vadeden bir katalizör olarak ön plana çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında ise ekonomik bir yöntem olan Ultrasonik Sprey Piroliz yöntemi (USP) ile üretilen katkısız ZnO ve ZnO:Ce (% 2, % 4, % 6, % 8) filmlerinde metilen mavisi (MB) boyasının bozunmasıyla fotokatalitik aktiviteleri belirlenmiştir. ZnO fotokatalizörüne (Gd, Sm, Ce ve Er vb.) gibi nadir toprak elementleri katkılanarak fotokatalitik aktivitenin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Nadir toprak elementlerinden biri olan seryum (Ce) katkısının filmlerin optik, yapısal, yüzey özellikleri ve fotokatalitik aktivitesi üzerine etkisi UV-Görünür spektrofotometri, spektroskopik elipsometri (SE), XRD, atomik kuvvet mikroskobu (AFM), alan emisyon tarama mikroskobu (FESEM) ve fotolüminesans spektrometresi (PL) kullanılarak araştırılmıştır. Filmlerin morfoloji analizlerinde Ce katkısı sonucunda kasımpatı (krizantem) benzeri nanoçiçek yapısı gözlenmiştir. Fotokatalitik uygulamalarda kullanılacak ZnO:Ce filmlerin yapısında oluşan tuzak seviyelerini belirlemek amacıyla fotolüminesans spektrumları alınmıştır. Sonuç olarak, ZnO:Ce filmlerinin fotokatalitik özelliklerinin, fotokatalizörün yüzey morfolojisine ve yüzey kusurlarına (çinko aradurum, oksijen boşlukları) bağlı olarak önemli ölçüde değiştiği tespit edilmiştir. Fotokatalitik aktivite ölçümleri, en yüksek bozunma verimi değerine sahip filmin % 8 Ce katkılı ZnO filmleri olduğunu göstermiştir. Tüm sonuçlar değerlendirildiğinde, Ce katkısının fotokatalitik aktivite uygulamalarında önemli bir etkisi olduğu belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: ZnO:Ce, Ultrasonik Sprey Piroliz Yöntemi, Fotolüminesans, Fotokatalitik.
Ultrasonik kimyasal püskürtme tekniği ile üretilen nadir toprak element katkılı CeO2 ince filminin karakterizasyonu
Bu çalışmada, katkısız ve %4-8-10 La katkılı CeO_2 ince filmler 300±5 oC taban sıcaklığında sprey piroliz ( kimyasal püskürtme) yöntemi kullanılarak elde edilmiştir. Elde edilen filmler XRD, SEM, AFM, Raman spektroskopisi, UV-Vis ve fotolüminesans spektrometresi FE-SEM kullanılarak incelenmiştir. Elde edilen filmlerin, kübik kristal yapıya sahip olduğu ve görünür bölgede (300-900 nm) %20-70 geçirgenliğe sahip olduğu gözlemlenmiştir. CeO_2'nin optik bant aralığı değeri 3,2 eV olup artan La katkısı ile artmıştır. Fotolüminesans ölçümlerinde filmlerde mavi ve yeşil emisyonlar bulunmuştur. SEM analiz sonuçlarına göre filmlerde çatlaklar ve parçacık yığılması gibi morfolojik değişiklikler gözlenmiştir. Filmlerdeki oksijen boşluklarının durumunu değerlendirmek için Raman Spektroskopisi kullanıldı. Katkısız CeO_2'nin florit yapısında örtüşen Raman fonon moduna atfedilen ~ 465cm^(-1)'deki karakteristik pik gözlemlenmiştir. Pikteki değişikliklerin gözlemlenmesi katkı türünün iyonik yarıçapındaki farklılıktan kaynaklanmaktadır. Raman kaymasında yaklaşık 500cm^(-1)'deki pik bir oksijen boşluğunun varlığını göstermektedir. Sonuç olarak, La katkısının CeO2 ince filmlerin kristal yapısı, yüzey morfolojisi, kimyasal bileşimi ve optik özellikleri üzerinde önemli etkileri olduğunu göstermektedir. İnce filmlerin üretimi ve karakterizasyonu konusunda önemli bilgiler sağlamış ve gelecekteki araştırmalar için değerli bir temel oluşturmuştur.
İçi boş grafen içerikli mikrokürelerin eldesi ve farklı alanlarda kullanımlarının araştırılması
Bu yüksek lisans tezi kapsamında, Juglans (ceviz) poleninden izole edilen sporopolenekzin kapsülleri (SEK) biyolojik şablon olarak kullanılarak, grafen oksit (GO) tabanlı hibrid mikrokapsüller sentezlenmiştir. Materyal yüzeyleri, süperkapasitör uygulamaları için APTES silanizasyonu, ilaç taşıma sistemleri için ise Polidopamin (PDA) kaplama ile işlevselleştirilmiştir. Sentezlenen GO'nun saflaştırılmasında ultrasonik homojenizasyon sonrası uygulanan filtreli kademeli santrifüjleme tekniği, literatürde bir yenilik olarak sunulmuş ve bu yöntemle az tabakalı grafen yapısı başarıyla elde edilmiştir. 6 M KOH elektrolit ortamında gerçekleştirilen elektrokimyasal testler sonucunda; hibrid elektrotların 444F/g özgül kapasitans değerine ulaştığı ve 10000 şarj-deşarj döngüsü sonunda en az % 80 yüksek kapasite korunumu sergilediği saptanmıştır. Elde edilen veriler, sentezlenen yapının yüksek performanslı bir süperkapasitör elektrodu olmasının yanı sıra, biyo-uyumlu iç boşluğu sayesinde kontrollü ilaç taşıyıcı sistemi olarak da literatüre özgün bir alternatif sunduğunu kanıtlamıştır.
Manyetoelektirik manyetik alan sensörleri
Amaç: Bu tez çalışmasının amacı, düşük manyetik alanlara duyarlı, yüksek hassasiyetli bir manyetoelektrik (ME) sensör elde etmektir. Materyal ve Metot: Bu tez çalışmasında manyetostriktif malzeme olarak Vacodur 49 (Fe–Co–V; demir–kobalt–vanadyum) alaşımı ve Ni–Fe–Co esaslı amorf ferromanyetik şerit kullanılmıştır. Vacodur 49 kodlu manyetostriktif malzeme, manyetoelektrik sensör tasarımında ilk kez bu çalışma kapsamında kullanılmıştır. Piezoelektrik katman olarak PVDF ve PZT malzemeleri tercih edilmiş ve geliştirilen sensör yapılarının DC ve AC manyetik alan altındaki performansları deneysel olarak incelenmiştir. Bulgular: Rezonans frekansı çevresinde sensör çıkış geriliminin belirli bir DC manyetik alan değerinde maksimuma ulaştığı belirlenmiştir. AC manyetik alan genliğinin artmasıyla manyetoelektrik voltajın yaklaşık doğrusal şekilde arttığı gözlenmiştir. Sonuç: Elde edilen sonuçlar, Vacodur 49 tabanlı manyetoelektrik sensör tasarımının ve amorf ferromanyetik şerit tabanlı sensör yapısının yüksek hassasiyet sağladığını, DC manyetik alanda 0,3 nT, AC manyetik alanda ise 100 pT mertebesindeki düşük manyetik alan değişimlerini algılayabildiğini ve literatüre özgün bir katkı sunduğunu ortaya koymaktadır. Anahtar Kelimeler: Manyetostriksiyon, Manyetoelektrik sensör, PVDF, PZT, Rezonans frekansı, Vacodur 49.