Özetler Kitapçığı - Faculty of Science at Bilkent University

Transkript

19. YOĞUN MADDE FİZİĞİ
ANKARA TOPLANTISI
ÖZETLER
20 ARALIK 2013
BİLKENT ÜNİVERSİTESİ MİTHAT ÇORUH AMFİ
HTTP://WWW.FEN.BILKENT.EDU.TR/~YMF
[email protected]
FACEBOOK.COM/YMFANKARA
Yoğun Madde Fiziği Ankara Toplantıları
Bilkent Üniversitesi, Mithat Çoruh Amfisi
YMF-19 Program
20 Aralık 2013 (Cuma)
Fuaye
08:30-09:00
09:00-09:15
Başkan
E. Duman (Ankara)
09:15-09:40
S1
M. Işkın (Koç)
09:40-10:05
S2
İ. Dinçer (Ankara)
10:05-10:30
10:30-11:00
S3
11:00-11:25
S4
B. Tekin (ODTÜ)
Çay Arası (Fuaye)
H. Toffoli (ODTÜ)
S. Elagöz (Cumhuriyet)
11:25-11:50
S5
F. Ö. İlday (Bilkent)
11:50-12:15
S6
E. Taşçı (ODTÜ)
12:15-12:30
S7
T. Zerrin (Hacettepe)
Başkan
Öğle Arası
Ş. Çetin (Gazi)
12:30-14:00
Başkan
14:00-14:25
S8
A. Erol (İstanbul)
14:25-14:50
S9
İ. Adagideli (Sabancı)
14:50-15:15
S10
M. Z. Baykara (Bilkent)
Çay Arası (Fuaye)
A. Ceylan (Hacettepe)
15:15-16:00
Başkan
16:00-16:25
S12
O. Gürlü (İTÜ)
16:25-16:50
S13
B. Lişesivdin (Gazi)
16:50-17:15
S14
H. Sevinçli (İYTE)
17:15-17:30
S15
E. O. Polat (Bilkent)
Güncelleme: 10 Aralık 2013
KAYIT
Açılış
Konuşmacılar, lütfen önceden konuşmanızı yükleyiniz
Spin-yörünge etkileşimli fermiyonik gazların süperakışkan
özellikleri
Film kalınlığının ve kompozisyonun epitaksiyel Ni-Mn-Sn
ince filmlerinin martensitik faz geçişleri ve manyetik
özellikleri üzerine etkisi
Anderson-Higgs mekanizması
Posterlerin Görülmesi
MOCVD ile epitaksiyel kristal büyütme teknikleri
Kendiliğinden organize, lazer güdümlü nanoyapılandırma:
doğrusal olmayan fotonik sistemlerin yönetimi
Grup teorisinin yapısal faz geçişlerine uygulanması: PZT
örneği
Çalışma basıncının DC magnetron kopartma tekniği
ile hazırlanan elmas benzeri karbon ince filmlerin
optik özellikleri üzerindeki etkisi
Bant aralığı mühendisliğinde yeni bir açılım: uyumsuz
yarıiletken alaşımlar
Düzensiz nanotellerde Majorana fermionları
Sürtünmenin atomik temellerinin peşinde: antimon
nanoparçacıklar vasıtasıyla nano boyutta sürtünme
çalışmaları
Grafen'in farklı yüzeylerde taramalı uç mikroskopi
teknikleri ile incelenmesi: Ne görüyoruz?
SiC üzerine büyütülen grafen yapılarda elektriksel
iletim kanallarının ayrıştırılıp incelenmesi
Grafen tabanlı sistemlerde termal ve termoelektrik
özellikler
Grafen süperkapasitör tabanlı geniş bant optik
modulatörler
Teşekkür
Bir günlük etkinlik olmasına karşın 30 yıl kadar öncesine giden bu geleneğimizi aynı düzeyde
devam ettirebilmek adına aldığımız değerli yardımlar için nacizane teşekkürlerimizi ifade
etmek istiyoruz. Bilkent Üniversitesi Fizik Bölümündeki genç meslektaşlarımızın önemli
katkılarını öncelikle belirtmemiz gerekir; bilhassa toplantının afiş, web sayfası/facebook
hesaplarını yöneten Ertuğrul Karademir ve özet kitapçığının düzelti ve redaksiyonunu yapan
F. Nur Ünal'a özverili çalışmaları için teşekkürlerimiz iletiyoruz. Toplantının kayıt ücretsiz
kalmasını sağlayan Bilkent Üniversitesi Fizik Bölüm Başkanı Prof. Dr. Atilla Erçelebi,
logoları kapakta yer alan hepsi meslektaşımız olan sponsor firmalarımıza, ve ayrıca özet
kitapçığının basımını her yıl olduğu gibi bu yıl da üstlenen sayın Mehmet Türken'e maddi
desteklerinden dolayı teşekkür ederiz. En son olarak, kısa duyuru süresine karşın toplantıya
ilgi gösterip 85 sunumla toplantının bilimsel derinliğini oluşturan yoğun madde fiziği
camiamıza şükranlarımızı sunuyoruz.
YMF Düzenleme Kurulu
Ceyhun Bulutay (Bilkent Üniversitesi)
Abdullah Ceylan (Hacettepe Üniversitesi)
Mehmet Çakmak (Gazi Üniversitesi)
S. Şebnem Çetin (Gazi Üniversitesi)
İlker Dinçer (Ankara Üniversitesi)
Eyüp Duman (Ankara Üniversitesi)
Yalçın Elerman (Ankara Üniversitesi)
Recai Ellialtıoğlu (Hacettepe Üniversitesi)
Şinasi Ellialtıoğlu (TED Üniversitesi)
Tezer Fırat (Hacettepe Üniversitesi)
Oğuz Gülseren (Bilkent Üniversitesi)
Bekir Sıtkı Kandemir (Ankara Üniversitesi)
Süleyman Özçelik (Gazi Üniversitesi)
Mehmet Parlak (Orta Doğu Teknik Üniversitesi)
Hande Toffoli (Orta Doğu Teknik Üniversitesi)
Yoğun Madde Fiziği, Ankara Toplantıları
Geçmiş Toplantılar
YMF 1
YMF 2
YMF 3
YMF 4
YMF 5
YMF 6
YMF 7
YMF 8
YMF 9
YMF 10
YMF 11
YMF 12
YMF 13
YMF 14
YMF 15
YMF 16
YMF 17
YMF 18
YMF 19
Katıhal Fiziği Toplantısı
II. Yoğun Madde Fiziği Ankara Seminerleri
III. Yoğun Madde Fiziği Ankara Seminerleri
IV Yoğun Madde Fiziği Ankara Seminerleri
Yoğun Madde Fiziği - Ankara
Seminerleri V
Seminerleri VI
Seminerleri VII
8. Yoğun Madde Fiziği Ankara Toplantısı
Hacettepe Üniversitesi
7 Şubat 1984
Bilkent Üniversitesi
1992
Ankara Üniversitesi
1993
Orta Doğu Teknik
Üniversitesi
30 Kasım 1994
7 Mart 1997
Gazi Üniversitesi
28 Kasım 1997
30 Kasım 1998
9 Kasım 2001
20 Aralık 2002
14 Kasım 2003
Gazi Üniversitesi
3 Aralık 2004
18 Kasım 2005
Orta Doğu Teknik
Üniversitesi
3 Kasım 2006
2 Kasım 2007
7 Kasım 2008
Gazi Üniversitesi
6 Kasım 2009
5 Kasım 2010
Orta Doğu Teknik
Üniversitesi
25 Kasım 2011
20 Aralık 2013
Yoğun Madde Fiziği – Ankara Toplantısı, Bilkent Üniversitesi, 20 Aralık 2013
SÖZLÜ
SUNUMLAR
Spin-yörünge Etkileşimli Fermiyonik Gazların Süperakışkan Özellikleri
Menderes Işkın1
1
Koç Üniversitesi, Fizik Bölümü, İstanbul
Soğuk atom gazları alanındaki çalışmalar 1995 yılında Bose-Einstein yoğuşmasının gözlemlenmesinden sonra
hızlı bir biçimde gelişim kat etmiştir. Bu sistemlerin en önemli özellikleri deneylerin kuramsal olarak kolay ve
basit bir şekilde modellenebilmesi ve modellemelerdeki parametrelerin de deneylerde kolaylıkla
değiştirilebilmesidir. Örneğin, çalışılmak istenen fiziksel olaya göre hem Bozonik hem de Fermiyonik kuvantum
istatistiklerine uyan atomlar veya bunların karışımı kullanılabilir; atomların sayısı ayarlanabilir; atomlar nötr
oldukları için arası etkileşimin şiddeti ve mesafesi azaltılıp artırılabilir ve bu etkileşimin çekici veya itici olması
sağlanabilir; atomlar lazerlerle oluşturulan ve tüm özellikleri kontrol edilebilen optik örgülere aktarılabilir; bu
örgüler kusursuz olup fonon (phonon) ya da yabancı madde (impurity) barındırmazlar; optik örgüler sayesinde
atomlar iki ya da bir boyuta da indirgenebilir.
Öte yandan katı-hal fiziğindeki birçok ilginç gözlem ya elektronlar elektrik veya manyetik alanlara
yerleştirildiğinde ya da spin-yörünge etkileşimine sahip oldukları zaman ortaya çıkar. Yukarıda bahsi geçen
bütün avantajlarına rağmen atomlar yüksüz yani nötr oldukları için elektronların sahip olduğu bu tip etkileşimler
soğuk atom sistemlerinde doğal olarak yoktur. Fakat, son dört yılda geliştirilen yeni kuantum-optik teknikleri ile
atom-ışık etkileşmeleri kullanılarak, yapay ayar alanlarının ve özellikle spin-yörünge etkileşiminin
oluşturulması mümkün hale gelmiştir. 2009 yılından bu yana yapılan deneylerde hem yapay tekdüze (uniform)
ayar alanları, manyetik alanlar, elektrik alanlar hem de spin-yörünge etkileşimi önce Bozonik daha sonra da
Fermiyonik atomlarla oluşturulabilmiştir.
Kontrol edilebilir yapay ayar alanlarının oluşturulması soğuk atom fiziği alanında şu ana kadar gelinen en
önemli aşama olmakla birlikte bilimin diğer alanlarına da yaygın etkisi olacağı kesindir. Örneğin, katı-hal
sistemlerinde yaygın bir biçimde çalışılmış ve halen önemli bir konu olarak güncelliğini koruyan spin-yörünge
etkileşmelerinin yakın zamanda keşfedilmiş en önemli sonuçlarından bir tanesi de teknolojik olarak büyük
potansiyele sahip olduğu düşünülen ve topolojik yalıtkan olarak adlandırılan malzemelerdir. Bu malzemelerin
en temel özelliklerinden bir tanesi iç kısımlarında (bulk) yalıtkan olmasına karşılık yüzey veya kenarlarında
(surface or edge) iletken yani metalik olması ve bu özelliklerinin de topolojik olarak yerel bozukluklardan
korunaklı olmasıdır. Bu konuşmamda spin-yörünge etkileşimine sahip atomik sistemler üzerine yaptığım
çalışmalardan bahsedeceğim.
S1
Film Kalınlığı ve Komposizyonun Epitaksiyel Ni-Mn-Sn İnce Filmlerinin Martensitik
Faz Geçişleri ve Manyetik Özellikleri Üzerine Etkisi
I. Dincer1, E. Yüzüak1,2, Y. Elerman1, A. Auge3, N. Teichert3 and A. Hütten3
Fizik Mühendisliği Bölümü, Mühendislik Fakültesi, Ankara Üniversitesi, Beşevler, Ankara
1
Nanoteknoloji Mühendisliği Bölümü, Mühendislik Fakültesi, R.T.E. Üniversitesi, Rize
2
3
Department of Physics, Thin Films and Physics of Nanostructures, Bielefeld University, Bielefeld, Germany
Ferromanyetik şekil hafıza alaşımları, sıcaklık, basınç veya manyetik alan uygulanarak kontrol edilebilen
Martensitik faz geçişi gösteren alaşımlardır. Bu özellik, bu tür alaşımları aktuatörlerde ve manyetik
soğutucularda kullanılabilir yapmaktadır. Gelecekteki mikro soğutma cihazları ve nanoelektromekanik
sistemlerin yapılması için, ferromanyetik şekil hafıza alaşımları yani Ni-Mn-X (X:Ga, In, Sn, Sb) Heusler
alaşımları çok önemli olacaktır. Bu yüzden manyetik şekil hafıza etkisi gösteren Heusler alaşımlarının ince
filmlerinin detaylı olarak incelenmesi gerekmektedir. Yapılan çeşitli deneysel ve teorik çalışmalara göre
Martensitik faz geçiş sıcaklığı tanecik boyutu ve film kalınlığının bir fonksiyonu şeklindedir. İnce filmler büyük
yüzey-hacim oranına sahip olduğu için manyetik soğutucular için çok önemlidir. Bu bağlamda Ni-Mn-Sn
Heusler alaşımlarının ince filmlerini incelenmesi bunların teknolojideki uygulanabilirliği için oldukça önemli
bilgiler sağlayacaktır [1]. İki farklı kompozisyona sahip ve değişik kalınlıklardaki (10-200 nm) Ni-Mn-Sn ince
filmleri epitaksiyel olarak MgO(001) alttaş üzerine “magnetronsputtering” yöntemiyle elde edilmiştir. Bu ince
filmlerin yapısal özellikleri ve kompozisyonları TEM, x-ışını kırınımı, x-ışını reflektometri ve x-ışını floresans
ölçümleriyle belirlenmiştir. Elektriksel direnç ve manyetik özellikleri belirlemek için, 10-370 K sıcaklık
aralığında ölçümler yapılmıştır. Ayrıca bu ince filmlerin manyetik entropi değişim değerleri, ısıtma ve soğutma
yönünde yapılan ölçümler ve Maxwell bağıntısı kullanılarak hesaplanmıştır. Maksimum manyetik entropi
değişim değerleri H=1T için ısıtma yönünde 1.6 J.kg-1.K-1 ve soğutma yönünde 1.5 J.kg-1.K-1 olarak
belirlenmiştir [2]. Elde edilen bu sonuçlar manyetokalorik malzemelerin ince filmlerinin, üstün özellikleri
nedeniyle, manyetik soğutucularda kullanılabileceğini göstermiş ve mikro manyetik soğutucuların yapılmasının
önünü açmıştır.
Şekil 1. 100 nm kalınlığında Ni-Mn-Sn ince filmin TEM resmi
Teşekkür: Bu çalışma TÜBİTAK (109T582) ve DLR (01DL12010-SuBuTu) tarafından desteklenmiştir.
Kaynakça
1.
2.
N. Teichert, A. Auge, A. Hütten, E. Yüzüak, I. Dincer and Y. Elerman. Phys. Rev. B, Gönderildi.
E. Yüzüak, I. Dincer, Y. Elerman, N. Teichert, A. Auge and A. Hütten. Applied Phys. Let., 103 (2013) 222403.
S2
Anderson-Higgs Mekanizması
Bayram Tekin
ODTÜ Fizik Bölümü, 06800, Ankara
2012 yılında Higgs parçacığının bulunması ile temel parçacıkların kütle kazanma mekanizmasının, 1964
yılında teorik olarak öngörüldüğü gibi, ayar simetrilerinin kırılması sonucunda olduğu deneysel olarak
ispatlandı. Konuşmamızda önce Schwinger’in, ardından Anderson’un çalışmaları ile başlayan, Higgs, Englert,
Brout,
Guralnik, Hagen, Kibble gibi pek çok araştırmacının katkıları sonucunda olgunlaşan, ve
süperiletkenlerden zayıf etkileşime kadar pek çok fiziksel süreçlerde rol oynayan, simetri kırılma
mekanizmasını özetleyeceğiz.
S3
MOCVD ile Epitaksiyel Kristal Büyütme Teknikleri
Sezai ELAGÖZ1,2,3
Cumhuriyet Üniversitesi Fen Fakültesi Fizik Bölümü, 58140, Sivas
Cumhuriyet Üniversitesi Nanoteknoloji Mühendisliği Bölümü, 58140, Sivas
3
Cumhuriyet Üniversitesi Nanofotonik Araştırma Merkezi, 58140, Sivas
1
2
MOCVD organometalik ve hidrit kaynakların
kullanımı ile epitaksiyel homo yada hetero kristal
yapılar büyütülmesine olanak sağlayan (Şekil 1) bir
kristal büyütme tekniğidir. “Organometalik kimyasal
buhar biriktirme” anlamına gelen bu teknik MOCVD
kısaltması dışında OMCVD, MOVPE, OMVPE vb.
kısaltmalar ile de bilinmektedir. Bir diğer önemli
teknik olan MBE (Moleküler Demet Depolama)
sistemi ve bunların hibritleri (örneğin MOMBE, PAMOCVD vb.) ile yapılan birçok kristal büyütme
tekniği mevcuttur ve her birinin diğerlerine göre
farklı üstünlükleri vardır. Ülkemizde yapılan
epitaksiyel kristal büyütme çalışmaları yeni
sayılabilir, Gazi Üniversitesinde kurulan ilk MBE
sistemini ODTÜ, Eskişehir Anadolu ve Fatih
Üniversitesinde kurulan MBE sistemleri takip etti.
Aselsan’a kurulan MBE sistemi ile de Türkiye’de ilk
defa bir sanayi kuruluşu MBE imkânına sahip oldu.
Ancak, bu gelişmelere rağmen dünyadaki sayılara
bakıldığında ülkemizde bulunan MBE sistemleri
olması gereken seviyede değildir. MOCVD sistemleri
açısından ise bu durum daha da kötüdür. Türkiye’de
şu anda iki MOCVD sistemi mevcuttur. Bu sayıların
artması yapılacak çalışmaların çeşitlenmesine de
imkân sağlayacaktır. Söz konusu sistemlerin fiyatları,
işletiminde karşılaşılan güçlükler ve yetişmiş insan
gücü eksikliği bu sayıların istenilen düzeyin altında
olmasının önemli sebeplerindedir.
As
As
As
Ga
Ga
As
As
As
Ga
As
Ga
As
Alttaş
Tutmaç
As Arsenik
Ga Galyum
Hidrojen
Karbon
Şekil 1: MOCVD ile GaAs homo-epitaksi
Bu konuşmada; MOCVD ile kristal büyütme
tekniği, Cumhuriyet Üniversitesi Nanofotonik
Merkezi’nde bulunan MOCVD sistemi ve
yapılan III/V grubu As/P tabanlı (GaAs, InxGa1xAs, InP,…) ve N tabanlı (GaN, AlxGa1-xN,…)
kristal büyütme çalışmaları anlatılacaktır.
S4
Nonlinear Engineering in Photonics:
Self-Organized Laser-Driven Nanostructure Formation
F. Ömer İlday1
1
Bilkent Üniversitesi, Fizik Bölümü, 06800, Ankara
Structure and functionality arises in nature often through an interplay of nonlinear feedback mechanisms. While
emergent phenomena is ubiquitous in nature, its intentional use in human technology is relatively rare.
However, it is possible to exploit complex nonlinear dynamics to achieve superior technological functionalities,
which may be difficult or even impossible to achieve with linear systems. Photonics is a particularly fertile
platform to achieve this vision and known examples include mode-locking of lasers and a broad class of fractal
optics, including self-similarity. In addition to fundamental interest in such phenomena, they often share
important features with vastly different physical systems, including those that are notoriously difficult to
experiment on. An excellent is example rouge waves in photonics, which shed light on rogue ocean waves.
In this talk, I will demonstrate self-organised formation of metal-oxide nanostructures under femtosecond laser
irradiation. Indeed, laser-induced formation of micro- and nano-scale surface structures is almost as old as the
history of the laser, but this technique has suffered to date from a stubborn lack of long-range order. We have
formulated an approach through which we demonstrate unprecedented levels of uniformity (∼1 nm) over
indefinitely large areas (several-mm range) by simply scanning the laser beam over the surface. Robustness
against perturbations and errors, which is often observed as intrinsic property of complex dynamical systems,
emerges as a natural side benefit of this technique.
S5
Grup Teorisinin Yapısal Faz Geçişlerine Uygulanması: PZT Örneği
Emre S. Taşcı1, Balazs Kocsis2, J. Manuel Perez-Mato3, Mois I. Aroyo3, Gemma de la Flor3
ODTÜ, Fizik Bölümü, 06800, Ankara
Ludwig-Maximilians Universität München, Crystallography Section, 80539, Münich / Almanya
3
Universidad del País Vasco, Departamento de Física de la Materia Condensada, 48080, Bilbao /
İspanya
1
2
Grup teorisinin, katı hal alanındaki en etkin
araçlardan biri olmasına karşın, görünürdeki
karmaşık kuralları yüzünden çoklukla ondan uzak
durulmaktadır. Halbuki, günümüzdeki hesaplamalı
simetri işlemleri [1-3] ile olası fazların sistematik ve
otomatikleştirilmiş incelenmesi ve çıkarımları
kolaylıkla yapılabilmektedir.
gözlemlenmektedir. Bu bağıntılar hem faz
diyagramındaki düzen parametresinin gelişimini
saptamak için; hem de deneysel veya teorik olarak
saptanmış yapıların olabilirliğinin etkili bir testi için
kullanılabilir [6].
Bu konuşmada pseudo-simetri [4] ve simetri-modu
analizi [5] gibi faz dönüşümlerine uygulanabilir bir
demet grup teorik yaklaşım ele alınacaktır. Örnek
malzeme olarak piezo ve pyro-elektrik özellikleri
bilinen bir ferroelektrik, Kurşun Zirkonat Titanat
(PZT / Pb (Zr1-xTix)O3) incelenecektir.
PZT’nin değişik fazlarına dair yayınlanmış birçok
çalışmada tespit edilen yapılar sistematik simetri
modu analizi ile incelenmektedir. Düzen
parametresine karşılık gelen bozukluk (distortion)
saptanmış ve her faz için kıyaslanabilir bir halde
ifade edilmiştir. PZT’de gözlemlenmekte olan
fazların kaynağının 3 katlı yozlaşmış (dejenere)
polar kararsız bir mod (Şekil 1a) ile, bazı
durumlarda buna ek kararsız bir sekiz-yüzlü eğilme
modu (Şekil 1b) olduğu ve bu modların farklı fazlar
arasında yapısal bağıntı (correlation) kurduğu, mod
parametreleştirmesi
ile
doğrudan
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Şekil 1: PZT’nin faz dönüşümleriyle ilintili simetri
modlarının etkisi: GM4- polar mod (a); R5- sekiz-yüzlü
eğilme modu (b).
Kaynakça
M. I. Aroyo, J. M. Perez-Mato, D. Orobengoa, E. Tasci, G. de la Flor, A. Kirov, “Crystallography online: Bilbao
Crystallographic Server”, Bulg. Chem. Commun. 43(2) 183-197 (2011).
M. I. Aroyo, J. M. Perez-Mato, C. Capillas, E. Kroumova, S. Ivantchev, G. Madariaga, A. Kirov, H.
Wondratschek, “Bilbao Crystallographic Server I: Databases and crystallographic computing programs”, Z.
Krist. 221, 1, 15-27 (2006).
M. I. Aroyo, A. Kirov, C. Capillas, J. M. Perez-Mato, H. Wondratschek, “Bilbao Crystallographic Server II:
Representations of crystallographic point groups and space groups”, Acta Cryst. A62, 115-128 (2006).
C. Capillas, E.S. Tasci, G. de la Flor, D. Orobengoa, J.M. Perez-Mato, M.I. Aroyo, “A new computer tool at the
Bilbao Crystallographic Server to detect and characterize pseudosymmetry”, Z. Krist. 226(2), 186-196 (2011).
J. M. Perez-Mato, D. Orobengoa, M. I. Aroyo, “Mode Crystallography of distorted structures”, Acta. Cryst. A66,
558-590 (2010).
B. Kocsis, J. M. Perez-Mato, E.S. Tasci, M. I. Aroyo, G. de la Flor, “A survey of the structural models proposed
for PbZr1-xTixO3 (PZT) using mode analysis” (değerlendirilmek üzere dergiye gönderildi).
S6
Çalışma Basıncının DC Magnetron Kopartma Tekniği ile Hazırlanan Elmas
Benzeri Karbon İnce Filmlerin Optik Özellikleri Üzerindeki Etkisi
Taner Zerrin1 , Özlem Duyar Coşkun1
Hacettepe Üniversitesi, Fizik Mühendisliği Bölümü,06800, Ankara
1
sp2 bölgelerinden gelen katkı durum yoğunluğu
kullanılarak karakterize edilir. Ancak DLC filmlerin
durum yoğunlukları amorf silikon veya germanyuma
göre daha karmaşıktır. Bunun nedeni DLC filmlerin
her sp2-C salkımının pi durumları ile belirlenen bir
yerel bant ile karakterize edilmesinden kaynaklanan
homojen olmayan mikroyapısıdır. Bu nedenle
malzemenin bant aralığı sp2-C salkımlarının dağılımı,
büyüklüğü ve sp3 ağına nasıl bağlandığı ile ilgili
olarak değişebilmektedir. Böyle bir mikroyapıda pi
durumu seviyeleri Fermi düzeyinin aşağısında ve
yukarısında üst üste binerek farklı durumların ortaya
çıkmasına neden olmaktadır [7].
Argon gazı basıncının artması plazma yoğunluğunu
artırmaktadır ve yapılan daha önceki çalışmalarda
belirtildiği üzere Ar gazı konsantrasyonunun artması
ile film yüzeyindeki zayıf sp2 bağları koparılabilir [7].
Bu nedenle Ar gazının basıncının artması film
büyütme işlemi sırasında sp2 fazının dinamik bir
şekilde atılarak yok edilmesine neden olarak filmdeki
sp3oranının artmasını sağlamıştır. Ar gazı basıncının
artmasıyla
hazırlanan
filmlerin
optik
geçirgenliklerinin artması ve bant aralıklarının
büyümesi, sp3 oranı yüksek elmas benzeri özellik
gösteren filmlerin hazırlandığını işaret etmektedir.
Şekil 1' de farklı Argon basınçlarında büyütülmüş
olan DLC filmlerin optik geçirgenlik spektrumları
verilmiştir.
Elmas filmler istenilen elektriksel, optik ve mekanik
özelliklerin kendine özgü kombinasyon-ları ve birçok
uygulamaları nedeniyle ilgi çekmektedir [1]. Elmas
benzeri karbon (DLC) olarak da bilinen amorf karbon
(a-C) ve hidrojenlendirilmiş amorf karbon (a-C:H)
filmler elmasın sahip olduğu özelliklerin çoğunu
bulundurmakla birlikte, büyütülmesi için gerekli
sınırlamaların (yüksek alttaş sıcaklığı gibi ~800°C)
üstesinden gelinmesini de sağlamaktadır. Yüksek
sertlikleri, kimyasal kararlılıkları, optik geçirgenlikleri ve geniş yasak enerji aralığına sahip bir
yarıiletken olarak da davranabilmesi en önemli
avantajlarındandır. DLC filmlerin koruyucu kaplama
olarak kullanılması yanında, optik pencereler ve
yansıtmasız kaplamalarda kullanımı da sözkonusudur
[2,3].
Bu çalışmada DLC ince filmler, DC magnetron
kopartma tekniği ile grafit hedef kullanılarak, Si ve
cam alttaşlar üzerinde hazırlanmıştır. Tüm
deneylerde alttaş-hedef arası uzaklık, kopartma gücü,
alttaş sıcaklığı gibi parametreler sabit tutularak
çalışma basıncının film özellikleri üzerindeki etkisi
incelenmiştir. DLC ince filmlerin optik geçirgenlik
ve yansıtma ölçümleri, s ve p polarize ışık için 3501100 nm dalgaboyu aralığında Aquila nkd-8000e
spektrofotometre kullanılarak elde edilmiştir.
αhv = B(hv – Eopt)r
(1)
Tauc denklemi (1) kullanılarak DLC filmlerin optik
bant aralıkları belirlenmiştir. Burada α soğurma
katsayısı, h Planck sabiti, v frekans, B bir sabit,
90
80
Eopt optik bant aralığı ve r geçişin türünü
belirleyen bir sabittir [4].
Geçirgenlik (%)
70
Farklı argon basınçları altında hazırlanan DLC
filmlerin bant aralıklarının değerleri 1.15 ile 1.98 eV
arasında değişmektedir. Bu sonuçlar DLC filmler için
elde edilen tipik bant aralığı değerleri ile uyum
içindedir [5]. Amorf karbon için bant aralığı C-sp2
bağlarının miktarı ve salkım büyüklükleri ile ilgilidir.
Film içerisinde artan sp2 oranı ile birlikte optik bant
aralığı küçülür. Sp3 bağlarının artması ile DLC
filmlerin optik özelliklerinin iyileştiği bilinmektedir
[6]. DLC filmlerin bant aralığını etkileyen sp3 veya
60
50
40
30
16 mTorr
26 mTorr
80 mTorr
50 mTorr
20
10
0
400
500
600
700
800
900
1000
1100
Dalgaboyu (nm)
Şekil 1. Farklı Argon basınçlarında hazırlanan DLC
filmlerin
optik
geçirgenlik
spektrumları.
Kaynakça
Werner M. and R Locher, Rep. Prog. Phys. 61(1998)1665
Staryga E. and G. W. Bąk, Diamond and Related Materials, 14(2005) 23-34
Smith, D. L., 1995, Thin film Deposition: Principles and Practice, McGraw-Hill, Boston.
Karim Deraman, Journal of Fundamental Sciences Vol. 7, No. 1 (2011) 1-5.
J. E. Field, Appendix in the Properties on Natural and Synthetic Diamond (1992), p. 668.
N. Tomozeiu, A. Hart, B. Kleinsorge, and W. I. Milne, Diamond Relat. Mater. 8, 522 (1999).
Jaebum Kim, Chongmu Lee, Journal of the Korean Physical Society, Vol. 42, February 2003, p.956
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
S7
Bant Aralığı Mühendisliğinde Yeni Bir Açılım:
Uyumsuz Yarıiletken Alaşımlar
A. Erol, F. Sarcan, Ö. Dönmez, M.Ç. Arıkan
İstanbul Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, 34134 İstanbul
Epitaksiyel büyütme yöntemlerindeki gelişmelerle, alışılagelmiş yarıiletken alaşımlardan farklı özelliklere sahip
ve uyumsuz alaşımlar olarak adlandırılan yarıiletken malzemelerin büyütülmesi mümkün hale gelmiştir. AlxGa1xAs,
InxGa1-xAs vb. alışılagelmiş alaşımlardan farklı olarak, uyumsuz yarıiletken alaşımların atomları
elektronegatiflik/iyonizasyon enerjisi ve atomik boyut açısından birbirlerinden oldukça farklıdır. Bu alaşım
sınıfının ilk ve üzerinde en fazla çalışılmış olanı, seyreltik miktarda azotlu alaşımlar olarak adlandırılan
yarıiletkenlerdir. Bu yarıiletken malzemelerde, alaşımı oluşturan diğer atomlardan boyut ve elektronegatifliği
açısından oldukça farklı olan azotun varlığı, içine katıldığı evsahibi yarıiletkenin iletkenlik bandını yeniden
yapılandırarak, bant aralığının 100meV/%N kadar daralmasına neden olur [1]. Alışılagelmiş (uyumlu)
yarıiletkenlerde bant aralığında bu kadar büyük bir değişiklik yaratmak için çok daha yüksek konsantrasyonlarda
alaşımlama yapılmalıdır. Azotun varlığı bant aralığını daraltırken, hem taşıyıcı etkin kütleleri hem de elektron
mobilitesinin azota bağlı olarak büyük ölçüde değişmesine neden olur [2-4]. Bant aralığının değişimine ek
olarak indirek bant aralıklı bileşiklere katılan azotun bant aralığını direk yaptığı da gözlenmiştir [5]. Seyreltik
miktarda azotlu alaşımlarla doğan uyumsuz yarıiletken alaşımların son üyeleri Bizmut içeren III-V grubu
yarıiletkenleridir. Bizmut atomunun varlığı sonucunda evsahibi III-V grubu yarıiletkeninin valans bandının
yeniden yapılandırılmasıyla, bu alaşımlarda bant aralığının %Bi başına
80meV daraldığı gözlenmiştir [6].
Dolayısıyla, uyumsuz yarıiletkenler alaşımlar sınıfı, farklı bant aralığına sahip yarıiletken malzemelerin
büyütülmesi ve bant aralıkları ile etkin taşıyıcı kütlelerinin alaşım konsantrasyonuna büyük bağlılığı sayesinde,
bant aralığı mühendisliğinde yeni bir açılımın öncüsü olmuşlardır.
Kaynakça
1. A. Erol (Ed.), “Dilute III-V Nitride Semiconductors and Material Systems: Physics and Technology”, Springer, 2008.
2. Y Sun, N Balkan, A Erol, MC Arikan, “Electronic transport in n-and p-type modulation-doped GaInNAs/GaAs quantum
wells”, Microelectronics Journal 40, 403 (2009).
3. F. Sarcan, O. Donmez, A. Erol, M. Gunes, M. C. Arikan, J. Puustinen, M. Guina, “Influence of nitrogen on hole
effective mass and hole mobility in p-type modulation doped GaInNAs/GaAs quantum well structures”, Applied Physics
Letters 103, 082121 (2013).
4. F. Sarcan, O. Donmez, M. Gunes, A. Erol, M. C. Arikan, J. Puustinen, M. Guina, “An analysis of Hall mobility in asgrown and annealed n- and p-type modulation-doped GaInNAs/GaAs quantum wells”, Nanoscale Research Letters 7, 529
(2012).
5. I. A. Buyanova, G. Pozina, J. P. Bergman, W. M. Chen, H. P. Xin, C. W. Tu, “Time-resolved studies of
photoluminescence in alloys: Evidence for indirect-direct band gap crossover”, Applied Physics Letters 81, 52 (2002).
6. F. Sarcan, Ö. Dönmez, K. Kara, A. Erol, E. Akalin, M.Ç. Arıkan, H. Makhloufi, A.Arnoult, and C. Fontaine, “Bismuthinduced effects on optical, lattice vibrational and structural properties of bulk GaAsBi Alloys”, Nanoscale Research Letters,
kabul edildi (2013).
S8
Düzensiz Nanotellerde Majorana Fermionları
İnanç Adagideli1
1
Sabancı Üniversitesi, Mühendislik ve Doğa bilimleri Fakültesi, Orhanlı-Tuzla 34956, İstanbul
Bu konuşmada p-dalgası [1] ya da s-dalgası [2]
topolojik süperiletkenlerde düzensizlik etkilerinden
bahsedeceğim. Özellikle s-dalgası nanotellerde
düzensizlik yardımıyla tetiklenen topolojik faz
oluşumundan
bahsedeceğim[2].
Konunun
paradigma modeli olan p-dalgası süperiletken
tellerde düzensizlik kritik bir değerin üzerinde ise
topolojik fazı bozmaktadır. Buna karşılık deneysel
olarak gerçekçi olan Rashba spin-yörünge
etkileşimli, konvansiyonel s-dalgası süperiletkenle
(proximity) etkilesen yarıiletken nanotellerde
düzensizlik topolojik fazı tetikleyebilir ve böylece
telin uçlarında Majorana fermionlari oluşturabilir.
Bu faz sınırları için geliştirdiğimiz perturbatif
olmayan formül sayesinde, Rashba nanotellerde
toplam topolojik faz alanının sabit olduğunu
gösterdik.
Ayrıca
süper-örgü
tarafından
yaratılabilecek bir düzenli saçılım sayesinde bu faz
alanı arttırılabilir ve bir topolojik faz mühendisliği
yapılabilir. Konuşmamı, sonuçlarımızın ışığında
deneysel sonuçları tekrar gözden geçirerek
bitireceğim.
Şekil 1: Kimyasal potansiyel µ ve Zeeman etkilesimi
B’nin fonksiyonu olarak topolojik yuk. Burada (a) temiz
sistem (b) superorgu ve (c,d) duzensiz sistemlerdir. (c)
sabit bir duzensizlik profilinde kisa (L=100a, a orgu
sabiti) ve (d) uzun (L=4000a) tel, (e) and (f) sabit
kimyasal potansiyelde, kisa ve uzun tellerin tunel
iletkenlikleridir.
Kaynakça
1. M.-T. Rieder, P.W. Brouwer and I. Adagideli, “Reentrant topological phase transitions in a disordered
spinless superconducting wire”, Physical Review B 88, 060509(R) (2013)
2. Adagideli, M. Wimmer and A. Teker, "Inducing topological order in dirty wires: Majorana fermions from
scattering", arXiv:1302.2612
S9
Sürtünmenin Atomik Temellerinin Peşinde:
Antimon Nanoparçacıklar Vasıtasıyla Nano Boyutta Sürtünme Çalışmaları
Mehmet Z. Baykara1
Bilkent Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü ve UNAM, 06800, Ankara
1
Birçok bilimsel ve teknolojik alan için temel önem
arz etmesine rağmen, sürtünme fenomeninin fiziksel
prensipleri halen tam olarak anlaşılamamıştır [1].
Tarihte ilk olarak Leonardo da Vinci (1452–1519),
Guillaume Amontons (1663–1705) ve CharlesAugustin de Coulomb (1736–1806) tarafından
başlatılan sürtünme araştırmaları, 20. yüzyılın
başlarında Prandtl-Tomlinson modelinin ortaya
çıkması ile yeniden hız kazanmış [2], yüzyılın
sonlarına doğru atomik kuvvet mikroskopisinin
(AKM) keşfi ile çalışmalar nanometre boyutuna
indirilerek nanotriboloji adlı araştırma alanı
oluşturulmuştur [3]. Nanotribolojinin ilgi alanı kısaca
“nano boyutta sürtünme, aşınma ve kayganlaştırma”
olarak tanımlanabilir. Makroskopik dünyada, hem
endüstriyel süreçlerde hem de günlük hayatımızda
sıklıkla karşılaştığımız sürtünme fenomenini
belirleyen fiziksel mekanizmaların sürtünen yüzeyler
arasındaki
atomik
etkileşimlere
dayandığı
düşünüldüğünde, AKM yardımıyla nanometre
boyutunda yapılacak hassas kuvvet ölçümlerinin
önemi ortaya çıkmaktadır.
kaybı değerleri, ara yüz boyutu ile doğrusal bir ilişki
sergilemektedirler.
Şekil 1: (a) Grafit yüzeyine ısıl olarak yerleştirilmiş
antimon nanoparçacıklarn dağılımını gösteren AKM
görüntüsü. (b) Bir antimon nanoparçacığın AKM
vasıtasıyla grafit üzerinde yatay olarak ilerletilmesi.
Buna karşın, birim temas alanına tekabül eden
sürtünme kuvveti ve enerji kaybı değerleri, ara yüz
boyutu 20,000 nm2 seviyesine ulaştığında dikkate
değer ve ani bir artış sergilemektedirler. Geçirimli
elektron mikroskopisi (TEM) ölçümleri, bahsi geçen
boyutlarda antimon nanoparçacıkların amorf
düzenden kristal düzene geçtiklerini gösterdiği gibi,
nanoparçacıkların ince bir oksit katmanıyla sarılı
olduklarını da ortaya çıkarmaktadır. Bu şekilde, nano
boyutta sürtünme ile ara yüz yapısı arasında deneysel
gözlemlere dayanan bir bağ kurulabilmektedir [4].
Bu çalışmada, grafit yüzeyler üzerinde AKM
yardımıyla yanal olarak hareket ettirilen antimon
nanoparçacıkların
deneyimledikleri
sürtünme
kuvvetleri ve sürtünme sırasında meydana gelen
enerji kaybı, ara yüz boyutunun bir fonksiyonu olarak
incelenmiştir. Daha önce benzer sistemler üzerinde
gerçekleştirilen deneylerde görüldüğü gibi, hem
temaslı (contact-mode) AKM yöntemiyle elde edilen
sürtünme kuvveti değerleri, hem de tıklatmalı
(tapping-mode) AKM metoduyla elde edilen enerji
Bu konuşmada, bahsi geçen deneysel çalışma
sonuçları özetlenecek ve gözlemlerin dayandığı
muhtemel fiziksel süreçler irdelenecektir.
Kaynakça
1.
2.
3.
4.
B. Bhushan, “Introduction to Tribology”, (John Wiley & Sons, New York, 2002).
L. Prandtl, “Ein Gedankenmodell zur kinetischen theorie der festen körper”, Zeitschrift für Angewandte
Mathematik und Mechanik, 8, 85 (1928).
E. Gnecco, E. Meyer, “Fundamentals of Friction and Wear on the Nanoscale”, (Springer, Berlin, 2007).
C. Ritter, M.Z. Baykara, B. Stegemann, M. Heyde, K. Rademann, J. Schroers, U.D. Schwarz, “Nonuniform
friction-area dependency for antimony oxide surfaces sliding on graphite”, Physical Review B, 88, 045422 (2013).
S10
Yoğun Madde Fiziği – Ankara Toplantısı, Bilkent Üniversitesi, 20Aralık 2013
İki Boyutlu Elektronik Uygulamalar için Tek Katmanlı Grafen Sentezi
Dilce Özkendir, Erdi Kuşdemir, Alnazir İbrahim, Aysu Özaras, Burak Erdal,
Yasemin Keskin, Volkan Fırat ve Cem Çelebi
İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü,Fizik Bölümü,Nanoelektronik Laboratuvarı,35430 Urla-İzmir
Grafen, tamamı simetrik altıgen geometriye sahip ve
sadecekarbon atomlarından oluşan iki boyutlu bir
malzemedir. Tek atom kalınlığında olmasına
rağmen, yüksek mekanik ve termal dayanıklılık gibi
gelişkin birçok özellikleri bakımından elmasa
benzemektedir. Diğer taraftan grafendeki yük
taşıyıcılarının hareketliliğinin (mobilite) görece çok
yüksek olmasından dolayı,bilim insanları tarafından
günümüz teknolojilerinde yaygın olarak kullanılan
Si-tabanlı
malzemelerin yerini alabilecek
biralternatif olarak kabul edilmektedir. Ancak bu
adayın bir enerji bandı aralığına sahip olmaması,
mikroelektronik ve optoelektronik alanlarında
transistör veya optik duyarlı bir malzeme olarak
kullanılmasına engel olmaktadır.
Yapmakta
olduğumuz
diğer
çalışmalar
kapsamındaendüstriyel
üretime
çok
daha
elverişli,kristal
safsızlık
yoğunluğu
birhayli
düşük,tek katmanlı ve yüksek homojenlikteki
epitaksiyel grafen tabakaları elde etmek için “Ultra
yüksek vakumda Silikon Karbür (SiC) tabanları
üzerine epitaksiyel grafen büyütülmesi” metodu
kullanılmaktadır[1,2]. Elde edilen epitaksiyel
grafenler üzerinde AFM ve Raman spektroskopisi
ölçümleri yapılmaktadır.Diğer taraftan bu örneklerin
kuvantum taşınım ölçümleri yardımıyla, düşük
sıcaklık ve yüksek manyetik alan etkisinde, yük
taşıyıcı özelliklerinin belirlenmesi çalışmalarına
başlanmıştır.
Çalışmanın ileriki aşamalarında, üretimi yapılan tek
katman grafenler üzerine, dünyada yeni denenmeye
başlanmış ‘blok kopolimer litografisi‘ yöntemi
uygulanacak ve bu sayede grafen nanoşerit ağları
(GNA) elde edilecektir. Uygulanacak bu yöntem
sayesinde tek katman grafende bir yasak enerji
bandı aralığı oluşturulması amaçlanmaktadır.
Yarıiletken
özellikler
kazandırılmış
GNA
örneklerinin band aralığı büyüklüğü, taşıyıcı yük
yoğunluğu, taşıyıcı hareketliliği gibi elektronik
taşınım parametreleri, düşük sıcaklıklardan (10 mK)
oda sıcaklığına (300 K) kadar geniş bir aralıkta
belirlenecektir.
Laboratuvarımızda, tek katmanlı grafen elde etmek
için görece yaygın olarak kullanılan birkaç yöntem
üzerinde çalışılmaktadır. 2010 yılında A. Geim ve
K. Novoselov’un Nobel ödülünü de kazanmalarını
sağlayan ‘Mikromekanik ayrıştırma yöntemi ile
SiO2 tabanları üzerine grafen eldesi’ kullandığımız
yöntemlerdenbir tanesidir. Elde ettiğimiz grafen
örneklerinin optik mikroskop, Raman spektroskopisi
ve
Atomik
Kuvvet
Mikroskobu
(AFM)
yöntemleriyle karakterizasyonları yapılmaktadır.
Kaynaklar
1. C.Çelebi et al./CARBON 50 (2012) 3026-3031
2. C.Çelebi et al./Applied Surface Science 264 (2013) 56-60
S11
Grafen'in Farklı Yüzeylerde Taramalı Uç Mikroskopi Teknikleri ile
İncelenmesi: Ne Görüyoruz?
Oğuzhan Gürlü1, Ünal Küçükel2, Ebubekir Erdoğan2, Umut Kamber1, Dilek Yıldız1,
Oğuz Gülseren3, Şener Şen3, Gökhan İpek1, Elif Peksu1
İTÜ Fen Edebiyat Fakültesi, Fizik Mühendisliği Bölümü, Maslak, Sarıyer, 34469, İstanbul
2
Kuleli Askeri Lisesi, Çengelköy, Üsküdar, 34680, İstanbul
3
İ.D Bilkent Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, Bilkent, 06800, Ankara
1
Bant ile eksfoliasyon yöntemi ile elde edilmiş grafen üzerinde yaptıkları elektriksel ölçümler 2010 yılında
Geim ve Novoselov’a Nobel ödülü kazandırmıştır. Elbette bu temel prensibin ispatı deneyinin takibinde
grafenin pul ölçeğinde (wafer scale) üretimi yönünde çalışmalar hız kazanmış ve kimyasal buhar biriktirme
yöntemi (CVD) ile grafenin bakır folyolar üzerinde üretilebileceği gösterilmiştir. Bunu izleyen çalışmalarda,
SiC gibi halihazırda karbon içeren yüzeylerin termal işleme tabi tutulması sonucunda en üst grafit katmanının
grafen ile benzer özellikler göstermesi ile birlikte farklı yüzeylerde tek ya da çok katmanlı grafit filmlerinin
grafenimsi özelliklerinin incelenmesi yoğun ilgi çekmektedir.
Farklı yöntemlerle elde edilen grafen ya da grafenimsilerin elektronik devre elemanlarında kullanımı oldukça
sıcak bir araştırma konusudur ancak halen "çalışır devre elemanları"nın elde edilmesi deneme yanılmaya
bağlıdır. Bunun en temel sebeplerinden birisi ise hazırlanan grafen filmlerinin kusurlarının atomik ölçekte
yapısal özelliklerinin ve bunların elektronik özelliklere etkisinin net olarak bilinmemesi ve üretim aşamasında
bunların kontrol edilememesidir.
Yaptığımız çalışmalarda farklı yöntemler ile grafen eldesi üzerinde durmaktayız. Özellikle HOPG (Highly
Oriented Pyrolitic Graphite) kristalleri üzerinde kimyasal yöntemler ile oluşturduğumuz grafen filmlerinin
yapısal ve elektronik özellikleri, benzer gözlemler çok eski olmasına karşın, halen açıklanmayı bekleyen pek
çok problemi içermektedir. Bu sistemlerde moire desenlerinin gözlemlenebilmelerinin sebebi bu güne dek
elektronik mi atomik mi tartışmalarına sebep olmuşken bizim çalışmalarımız ikisinin etkisinin de olduğunu,
ancak hangisinin ne kadar etkin olduğunun gözlemlenen yapıya bağlı olarak yorumlanması gereğini ortaya
koymaktadır.
Grafen/HOPG sistemi yanı sıra, kendi geliştirdiğimiz bir atmosferik-CVD sisteminde bakır folyolar üzerinde
büyüttüğümüz grafen filmlerinin en göze çarpan noktası ise bu yapıların Taramalı Tünelleme Mikroskobu
(TTM) ile atmosfer koşullarda gözlemlenebilir olmasıdır. Oysa bakır yüzeylerine oda koşullarında TTM ile
tünelleme yapılması olası değildir. Ayrıca gene grafen/bakır sistemi üzerinde yaptığımız Atomik Kuvvet
Mikroskobu (AKM) faz görüntüleme çalışmalarımız ile grafenin bakır üzerinde büyümesi sırasında bakır
yüzeyini çok ciddi şekilde etkilediği ve hatta yeniden yapılanmasına sebep olduğu yönünde veriler elde etmiş
bulunuyoruz. Bunun yanında CVD parametrelerinin kontrolü ile fraktal karbon yapıları elde edebiliyoruz.
Genel olarak taramalı uç mikroskopları (TUM) ile elde ettiğimiz veriler sayesinde grafen büyütme
parametrelerinin optimizasyonu ve atomik ölçekte grafen/yüzey sistemlerinin ve bu sistemlerdeki atomik
kusurların anlaşılması üzerinde araştırma faaliyetlerinde bulunuyoruz. Ayrıca foton taramalı tünelleme
mikroskobu (fTTM) ile grafen/yüzey sistemlerinin plazmonik yapısı hakkında veriler elde etme çabalarımızı
sürdürüyoruz.
S12
SiC Üzerine Büyütülen Grafen Yapılarda Elektriksel İletim Kanallarının
Ayrıştırılıp İncelenmesi
S. B. Lisesivdin1, G. Atmaca1, E. Arslan2, J. Ul-Hassan3, E. Janzén3, ve E. Özbay2,4
Gazi Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, 06500 Teknikokullar, Ankara.
Bilkent Üniversitesi, Nanoteknoloji Araştırma Merkezi, 06800, Bilkent, Ankara.
3
Linköping Teknoloji Üniversitesi, Fizik, Kimya ve Biyoloji Bölümü, S-581 83 Linköping, İsveç.
4
Bilkent Üniversitesi, Fizik Bölümü, 06800, Bilkent, Ankara; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği
Bölümü, 06800, Bilkent, Ankara.
1
2
(SiC üzerine büyütülen grafen yapılarının 1.8-200 K aralığında sıcaklığa bağlı Hall etkisi ölçümleri 0.5 T sabit
manyetik alan altında yapılmıştır. Sadece sıcaklığa bağlı Hall verileri kullanarak, basit paralel iletim ayrıştırma
yöntemi (ing. SPCEM) adı verilen yöntemin [1,2] ilk defa bu sistemlerde uygulanması ile bir iki-boyutlu (2B)
taşıyıcı ve birde üç-boyutlu (3B) taşıyıcıya ait sıcaklığa bağlı hareketlilik taşıyıcı yoğunluğu değerleri elde
edildi. Şekil 1’de sırasıyla σ 1 ve σ 2 olarak gösterilen 2B ve 3B özelliği gösteren bu elektriksel iletim
kanallarınının yine sırasıyla grafene ve SiC alttaşa ait saf elektriksel iletim kanalları oldukları kabul edilerek bu
iki taşıyıcıya ait saçılma analizleri yapıldı. Her iki taşıyıcı içinde sıcaklıktan bağımsız bir hareketlilik
limitleyici bileşen gözlemlenmiştir. Ayrıca bu yöntem ile SiC alttaşına ait iyonize safsızlık konsantrasyonu
değeri de hesaplanabilmiştir.
Şekil 1: SiC üzerine büyütülen grafen yapılarda oluşabilen iki tür taşıyıcı iletimi:
grafen’deki 2-boyutlu iletim (σ 1) ve SiC’deki3-boyutlu iletim (σ2).
Kaynakça
1. S. B. Lisesivdin, N. Balkan, E. Ozbay “A Simple Parallel Conduction Extraction Method (SPCEM) for
MODFETs and Undoped GaN-based HEMTs” Microelectron. J., 40, 413 (2009).
2. A. Yildiz, S. B. Lisesivdin, M. Kasap, S. Ozcelik, E. Ozbay and N. Balkan “Investigation of low
temperature electrical conduction mechanisms in highly resistive GaN bulk layers extracted with SPCEM”
Appl. Phys. A, 98, 557 (2010).
S13
Grafen Tabanlı Sistemlerde Termal ve Termoelektrik Özellikler
Hâldun Sevinçli1
İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü, 35430, İzmir
1
Grafen, olağandışı elektronik özelliklerinin
yanında, gerek mekanik, gerekse fononik ve
termal özellikleriyle de alışılmışın dışında bir
sistemdir. Kuvvetli sp2 bağları sayesinde,
grafen, bilinen en mukavim malzemedir. Bu
kuvvetli bağlar fononları başlıca ısı taşıyıcısı
yaparken, grafene ısıl açıdan en iletken
malzeme olma özelliğini de kazandırırlar. Bu
da grafeni termal uygulamalar açısından ilginç
bir hale getirmiştir. Bu konuşmada, grafenin
fononik ve termal özelliklerinden kısaca
bahsedildikten sonra atomik kusurların, kenar
düzensizliklerinin,
diğer
malzemelerle
hibridizasyonun ve alttaşla etkileşimin bu
özellikleri nasıl etkilediğine dair teorik
çalışmalardan bahsedilecek; olası termoelektrik
uygulamalar için bazı öneriler sunulacaktır.
Atomik düzeydeki kusurlar, gren sınırları,
kenar düzensizlikleri, alttaş ile etkileşim gibi
etkenler grafenin elektron ve fonon taşınımı
üzerinde önemli rol oynarlar ve bu etkiler
elektronlar ve fononlar icin değişiklikler
gösterebilmektedir.1–3 Örneğin grafen nanoşeritlerdeki kenar düzensizlikleri fonon
iletimini etkin bir şekilde baskılarken4,5, zigzag
nano-şeritlerdeki
elektronlar
bu
düzensizliklerden çok az etkilendiğinden
termoelektrik özellikler beklenmedik şekilde
iyileşebilmektedir.6 Bunun yanında, atom
eksikliği veya Stone-Wales kusuru gibi
düzensizlikler hem elektron hem de fonon
Şekil 1: Grafen nano-şeritte kenar düzensizliği.
taşınımını baskılayarak termoelektrik verimi
düşürmektedir.7 Bu kusurların yol açtığı
ortlama-serbest-yolun
frekansa
bağlı
özellikleri, kusurları termal standardizasyon
için etkili bir araç haline getirir. Örneğin,
karbon nano-tüplerin termal iletkenlikleri,
düşük kusur yoğunluklarında büyük bir varyans
verirken, kusur yoğunluğu arttığında varyans
azalır ve standart bir termal iletkenlik değerine
ulaşmak mümkün olur.8 Nano-yapılandırma,
grafenin elektronik ve termal özelliklerini
istenen amaca uygun hale getirmek için
başvurulan başlıca yöntemlerdendir. Bunlardan
BN ile hibridizasyon yöntemi ile termal
iletkenlik %65 oranına kadar indirilebilirken9
nano-şeritlerin geometrileri ve izotopik
kompozisyonlarının aşağıdan-yukarıya bir
yaklaşımla düzenlenmesi ile termoelektrik
fayda sabiti ZT'nin 3'ün üzerinde değerlere
ulaşabileceği öngörülmektedir.10
Kaynakça
1. Neto, C., Guinea, F., Peres, N., Novoselov, K. & Geim, A. The electronic properties of graphene. Rev. Mod. Phys.
81, 109–162 (2009).
2. Balandin, A. Thermal properties of graphene and nanostructured carbon materials. Nat. Mater. 10, 569–581 (2011).
3. Pop, E., Varshney, V. & Roy, A. K. Thermal properties of graphene: Fundamentals and applications. MRS Bull. 37,
1273–1281 (2012).
4. Li, W., Sevinçli, H., Roche, S. & Cuniberti, G. Efficient linear scaling method for computing the thermal
conductivity of disordered materials. Phys. Rev. B 83, 155416 (2011).
5. Li, W., Sevinçli, H., Cuniberti, G. & Roche, S. Phonon transport in large scale carbon-based disordered materials:
Implementation of an efficient order-N and real-space Kubo methodology. Phys. Rev. B 82, 041410 (2010).
6. Sevinçli, H. & Cuniberti, G. Enhanced thermoelectric figure of merit in edge-disordered zigzag graphene
nanoribbons. Phys. Rev. B 81, 113401 (2010).
7. Haskins, J. et al. Control of Thermal and Electronic Transport in Defect-Engineered Graphene Nanoribbons. ACS
Nano 5, 3779–3787 (2011).
8. Sevik, C., Sevinçli, H., Cuniberti, G. & Çağın, T. Phonon Engineering in Carbon Nanotubes by Controlling Defect
Concentration. Nano Lett. 11, 4971–4977 (2011).
9. Sevinçli, H., Li, W., Mingo, N., Cuniberti, G. & Roche, S. Effects of domains in phonon conduction through hybrid
boron nitride and graphene sheets. Phys. Rev. B 84, 205444 (2011).
10. Sevinçli, H., Sevik, C., Çağın, T. & Cuniberti, G. A bottom-up route to enhance thermoelectric figures of merit in
graphene nanoribbons. Sci. Rep. 3, (2013).
S14
Grafen Süperkapasitör Tabanlı Geniş Bant Optik Modulatörler
Emre O. Polat1 , Coşkun Kocabaş1
Bilkent Universitesi Fizik Bölümü 06800, Ankara, Türkiye
1
Optik modülatörler bilişim teknolojilerinde
ışık şiddeti, polarizasyon, faz gibi fiziksel
parametrelerin kontrolü için sıklıkla kullanılır.
Günümüzde bu optik modulatörlerin çoğunluğu
yarıiletken tabanlıdır. Optik özelliklerinin voltajla
kontrol edilebilmesinden dolayı, grafen optik
modülatörler için yeni potansiyel uygulamalar
sunmaktadır. Fakat, yetersiz elektrostatik
katkılamalar nedeniyle grafen tabanlı optik
moülatörlerin çalışma aralığı kızılötesi dalga
boylarındadır.
iletkenlikli (   e 2h ) geniş band optik
tepkilere neden olur. Görünür ve yakın kızılötesi
bölgede bandlar arası geçişleri kontrol etmek için
yüksek yük taşıyıcı konstantrasyonuna ihtiyaç
vardır. Fermi enerji seviyesinin elektriksel olarak
ayarlanmasıyla, enerjisi 2 E F ’den küçük bandlar
2
arası geçişler, Pauli engellemesi prensibiyle
engellenerek,
grafen
saydam
hale
getirilebilmektedir.
Bu çalışmada, geniş bant aralığında
çalışabilen, grafen elektrotlar ve sıvı elektrolitle
oluşturulmuş süperkapasitör tabanlı optik
modülatörleri
rapor
ediyoruz[1].
Saydam
süperkapasitör yapısı sayesinde 450 nm’den 2
µm’ ye kadar uzanan geniş bir bant aralığını
atmosferik koşullarda modüle edebiliyoruz. Çok
katmanlı grafen ve yansıma tipinde farklı aygıt
geometrileri kullanarak %35 modulasyon
sağlayabiliyoruz[1].
Şekil 1: Grafen süperkapasitörün şematik gösterimi
ve farklı voltajlar için dalgaboyuna bağlı geçirgenlik
ölçümü.
Grafenin ışıkla etkileşimi, yük taşıyıların
bandlar arası ve band içi geçişlerine neden olur.
Işığın momentumunun aynı band içinde electron–
hole çifti yaratamayacak kadar düşük olduğu
yakın kızılötesi ve görünür bölgede, grafenin
optik tepkisi, bandlar arası geçişler tarafından
belirlenir. Grafenin lineer band yapısından dolayı,
bandlar arası geçişler grafende sabit optik
Önerdiğimiz grafen tabanlı optik modülatörün
çalışması temelde bu prensibe dayanmaktadır. Basit
kapasitör geometrisi ve etkili elektrostatik
katkılama performansıyla, optoelektronik ve
plazmonik gibi alanlarda grafen tabanlı aktif
aygıtların geliştirilmesine olanak sağlayacağını
düşünüyoruz[1].
Kaynakça
1.
Polat, E.O. and C. Kocabas, Broadband optical modulators based on graphene supercapacitors. Nano
Letters, 2013.
S15
POSTER
SUNUMLARI
Çekirdek-Yüzey Tipi Nanoparçacıklarda Değiş-Tokuş Anizotropi Etkisinin Kaynağı
Rıza Erdem1, Orhan Yalçın2, Songül Özüm3, Nazire Çiftçi4
Fizik Bölümü, Akdeniz Üniversitesi, 07058 Antalya
2
Fizik Bölümü, Niğde Üniversitesi, 51240 Niğde
3
Fen Bilimleri Enstitüsü, Niğde Üniversitesi, 51240 Niğde
4
Fen Bilimleri Enstitüsü, Gaziosmanpaşa Üniversitesi, 60240 Tokat
1
İki-boyutta altıgen örgü üzerinde tanımlanan tek
domenli çekirdek-yüzey (core-surface, CS) tipi
nanoparçacıkların (Şekil 1) [1] manyetik
özellikleri analiz edildi. Bilineer ( J ), bikuadratik (
K ) ve dipol-kuadrupol (tek, L  (JK )1/ 2 )
etkileşmeli Ising spin sistemi [2] bağ yaklaşım
yöntemi [3] altında CS nanoparçacık için
çözülerek parçacığın mıknatıslanma ve histerezis
eğrileri bulundu. Model Hamiltonyen’indeki
etkileşme parametrelerinin bu eğriler üzerindeki
etkileri özellikle L etkileşme sabitinin histerezis
eğrileri üzerinde oluşturduğu değişiklikler
gözlendi. L sabitinin histerezis döngülerinde
kaydırma özelliği meydana getirdiği bulundu. Bu
önemli etki, literatürde değiş-tokuş anizotropi
(exchange bias, EB) etkisi olarak bilinir ve
manyetik sistemlerde gözlenen EB ile ilgili
deneysel bulgularla uyumludur [4].
Şekil 1: İki boyutta altıgen örgü üzerinde tanımlanan
tek domenli ve iki kabuklu (R = 2) bir nanoparçacığın
şematik gösterimi. Kırmızı ve mavi renkli içi dolu daireler
sırasıyla C ve S spinlerini; kırmızı, yeşil ve mavi çizgiler
ise sırasıyla C, CS ve S spin çiftlerini temsil eder.
Kaynakça
1. L. G. C. Rego, W. Figueiredo, “Magnetic properties of nanoparticle in the Bethe-Peierls approximation”,
Physical Review B, 64, 144424O (2001).
2. C. Temirci, A. Kökçe, M. Keskin, “Equilibrium properties of a spin-1 Ising system with bilinear,
biquadratic and odd interactions”, Physica A, 231, 673 (1996).
3. A. Erdinç, M. Keskin, “Equilibrium and nonequilibrium behaviour of the spin-1 Ising model in quadrupolar
phase”, Physica A 307, 453 (2002).
4. O. Iglesias, A. Labarta, X. Batlle, “Exchange bias phenomenology and models of core/shell nanoparticles”,
J. Nanosci. & Nanotech. 8, 2761 (2008).
P1
Kübik Yapıdaki Pd2XAl ve Pt2XAl (X=Co, Fe, Ni) Heusler Alaşımlarının Fonon
Özelliklerinin Hesaplanması
Ş. Uğur1, A. Ekiz1
Gazi Üniversitesi, Fizik Bölümü, 06500, Teknikokullar, Ankara
1
Bu çalışmada Pd2XAl ve Pt2XAl (X=Co, Fe, Ni) Heusler alaşımlarının fonon özellikleri yoğunluk
fonksiyonel teorisi ile beraber yoğunluk fonksiyonel pertürbasyon teorisi ve genelleştirilmiş gradiyent
yaklaşımı kullanılarak araştırıldı. Hesaplanan toplam enerji-hacim eğrileri Murnaghan hal denklemine
uydurularak alaşımların örgü sabitleri bulundu. Ni içeren alaşımların net bir manyetizasyona sahip
olmadığı görüldü. Fonon frekansları ve durum yoğunlukları (toplam ve kısmi) lineer tepki yaklaşımı
kullanılarak elde edildi ve yüksek simetri yönleri boyunca çizildi.
P2
Isısal Tavlamanın Püskürtme Yöntemi ile Elde Edilmiş ZnO İnce Filmlerin
Yapısal ve Elektriksel Özelliklerine Etkisi
Figen Özyurt Kuş1, Tansu Ersoy2, Tülay Serin3, Necmi Serin3
DSİ TAKK Dairesi Başkanlığı, İzotop Laboratuvarı, 06291, Ankara
İstanbul Teknik Üniversitesi, Fizik Mühendisliği Bölümü, 34469, İstanbul
3
Ankara Üniversitesi, Fizik Mühendisliği Bölümü,06100, Ankara
1
2
Bu çalışmada püskürtme yöntemiyle farklı alttabaka sıcaklıklarında üretilen ZnO ince filmlerin elektriksel ve
yapısal özelliklerine ısısal tavlamanın etkisi incelenmiştir. Deneyde ZnO filmler elde etmek için,
Zn(CH3COO)2.2H2O + H2O → ZnO + C4H6O3 + 3H2O (Alttaş sıcaklığı ≥ 200°C)
reaksiyonundan faydalanılmıştır [1]. Püskürtülecek çözelti bu reaksiyona göre seçilmiş ve hazırlanmıştır.
Taşıyıcı olarak hava kullanılmıştır. Reaksiyonun oluşabilmesi için alttabaka ısıtılmıştır. ZnO ince filmler 18x26
mm boyutlarında camlar üzerinde farklı alttabaka sıcaklıklarında (350 C - 500 C, T=50C) üretilmiştir.
Filmler kaplandıktan sonra tavlamanın elektriksel ve yapısal özellikleri üzerindeki etkilerini araştırmak için 1
saat boyunca 500°C’de hava ortamında tavlanmıştır. Filmlerin ısısal tavlamadan önce ve sonra X-ışını kırınım
yöntemiyle kristal yapıları incelenmiş, grain boyutları ve örgü parametreleri (c5.2Å) hesaplanmıştır (Tablo 1).
Isısal tavlama ile 500 °C hazırlanan film hariç diğer filmlerin tüm yönelimlerindeki kristallenmelerinin arttığı
gözlenmiştir. İki nokta yöntemi kullanılarak filmlerin elektriksel iletkenlikleri bulunmuş ve iletkenliğin ısısal
tavlama ile azaldığı gözlenmiştir. Haug ve arkadaşlarının Sputtering yöntemiyle hazırladığı ZnO ince
filmlerde de tavlama ile iletkenliğin azaldığı gözlenmiştir [2].
Tablo 1: ZnO ince filmlerin ısısal tavlamadan önce ve sonra (002) yönelimindeki grain boyutları ve örgü
parametreleri
Isısal Tavlamadan Önce
Isısal Tavlamadan sonra
Alttabaka
Sıcaklığı, Ts
(ºC)
2 (º)
(º)
Grain
Boyutu
(Å)
c (Å)
2 (º)
 (º)
Grain
Boyutu
(Å)
c (Å)
350
400
450
500
34.44
34.55
34.44
34.44
0.37
0.31
0.80
0.28
222
271
104
299
5.206
5.190
5.206
5.206
34.14
34.14
34.27
-
0.21
0.22
0.41
-
393
382
205
-
5.251
5.251
5.231
-
Kaynakça
1. Riad, A. S., Mahmoud, S. A., Ibrahim, A. A. Physics B ,296 (2001) 319-325.
2. Haug, F.-J., Krejci, M., Geller, Zs., Zogg, H., Tiwari, A. N. Proceedings of the 16th European Photovoltaik
Solar Energy Conference, Glaspow. (2000) 755-758.
P3
Dik Manyetik Alan Altında Rashba Spin-Yörünge Etkileşmeli
Çift Kuantum Telinin Enerji Spektrumunun İncelenmesi
Yenal Karaaslan1, Bircan Gişi1, Serpil Şakiroğlu2, İsmail Sökmen2
Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fizik Bölümü, 35390, İzmir
2
Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, 35390, İzmir
1
Elektrik akımları ve kapı voltajları ile spin ve
manyetik özelliklerin kontrol edilebilmesi esasına
dayanan, katıların elektronik, optik ve manyetik
özelliklerini karakterize ederek spin etkileşimlerinin
doğası ile ilgili önemli bilgiler sunan spintronik
uygulamaları son zamanların gelecek vaat eden
önemli çalışma konuları arasındadır [1]. Bu amaçla,
düşük-boyutlu kuantum sistemler (kuantum kuyu,
kuantum tel ve kuantum nokta) ve böylesi
sistemlerin çiftli yapılarının çalışılması önem
kazanmıştır [2]. Saf materyallere ve arayüzlere
sahip iki-boyutlu elektron gazındaki spin serbestlik
derecelerinin kontrol edilebilirliğini sağlayan temel
mekanizmalardan biri olan
spin-yörünge
etkileşmelerinin,
hapsetme
potansiyelinin
asimetrisinden kaynaklanan Rashba ve kristal
örgünün
bulk
inversiyon
asimetrisinden
kaynaklanan Dresselhaus spin-yörünge çiftlenimleri
olduğu bilinmektedir [3-5].
Şekil 1: (a) Çift kuantum tel yapısına ait şematik gösterim.
(b) Kesikli çizgiler manyetik alan ve Rashba spin-yörünge
çiftlenim katkısı yok iken, sürekli çizgiler ise bu katkıları
da içeren duruma ait en düşük altı seviye için enerji
spektrumu gösterimi.
çift kuantum teli yapısına ait enerji dispersiyon
ilişkileri teorik olarak incelenmiştir. Sistemin enerji
özdeğerleri
ve
özfonksiyonları
Schrödinger
denkleminin ikinci kuantizasyon yöntemi çözümü ile
nümerik olarak elde edilmiştir. Sistemin enerji
spektrum davranışının manyetik alana ve spinyörünge çiftleniminin şiddetine ve ayrıca potansiyel
profiline güçlü bir şekilde bağlı olduğu görülmüştür
(Şekil 1(b)). Dış manyetik alanın varlığında spinyörünge çiftlenim şiddetinin fiziksel sistemin enerji
dağılımı üzerine etkilerinin belirlenmesi, spintronik
aygıtlarda istenilen magnetotransport özelliklerinin
elde edilmesi açısından önem taşıması bakımından
çalışmamızın
literatüre
katkı
sağlamasını
beklemekteyiz.
Bu çalışmada sistem olarak, dik manyetik alan
etkisi altında
simetrik
anharmonik potansiyeli (
ve
potansiyel
parametreleri olmak üzere) ile tanımlanan ve sadece
y-yönünde elektron hareket serbestliği bulunan
birbiriyle etkileşen çift kuantum teli yapısını ele
alıyoruz (Şekil 1(a)). Bu bağlamda bu çalışmada,
dik manyetik alan etkisi altında Rashba spinyörünge etkileşiminin
de
hesaba katıldığı
etkileşimli
Kaynakça
S. A. Wolf, D. D. Awschalom, R. A. Buhrman, J. M. Daughton, S. Von Molnar, M. L. Roukes, A. Y.
Chtchelkanova, D. M. Treger, "Spintronics: A Spin-Based Electronics Vision for the Future", Science 291,
1488-1495 (2001).
2. J-R. Shi, B-Y. Gu, " Magnetoconductance oscillations of two parallel quantum wires coupled through a
potential barrier", Physical Reviev B 55, 9941-9948 (1997).
3. M. Governale, U. Zülicke, "Spin accumulation in quantum wires with strong Rashba spin-orbit coupling",
Physical Reviev B 66, 073311 (2002).
4. J. Knobbe, Th. Schäpers, "Magnetosubbands of semiconductor quantum wires with Rashba spin-orbit
coupling", Physical Reviev B 71, 035311 (2005).
5. S. Zhang, R. Liang, E. Zhang, L. Zhang, Y. Liu, "Magnetosubbands of semiconductor quantum wires with
Rashba and Dresselhaus spin-orbit coupling", Physical Reviev B 73, 155316 (2006).
1.
P4
Düzlem-İçi Manyetik Alan Altındaki Kuantum Telinin Optik Özellikleri
Üzerine Spin-Yörünge Etkileri
Bircan Gişi1 , Yenal Karaaslan1, Serpil Şakiroğlu2 , İsmail Sökmen2
Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fizik Bölümü, 35390, İzmir
2
Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, 35390, İzmir
1
Son yıllarda, kuantum kuyu, kuantum tel,
kuantum nokta gibi düşük-boyutlu yarıiletken
yapıların fiziksel özellikleri, optoelektronik devre
teknolojilerindeki uygulamalarından dolayı, yoğun
çalışma aktivitelerini teşvik etmektedir [1]. Düşükboyutlu sistemlerde yük taşıyıcılarının hapsedilmesi
kesikli enerji seviyelerine sebep olmakta ve bu
kesiklilik optik soğurma spektrumunda önemli
değişiklik gözlenmesine yol açmaktadır. Düşükboyutlu yapılarda optik soğurma ve kırılma indisi
gibi lineer olmayan optik özellikler fotodedektör,
kızılötesi lazer ve elektro-optik modülatör gibi
yarıiletken optoelektronik
cihazlar için geniş
uygulama alanı sunar. Kuantum tellerinin dış
elektrik/manyetik alanlar ve spin-yörünge etkileşimi
ile şekil (boyut) kontrol edilebilirliği istenilen optik
geçişleri sağlayan enerji spektrasının elde edilmesini
mümkün kılar [2,3].
Bu çalışmada, düzlem-içi manyetik alan altındaki
parabolik hapsetme potansiyeli ile tanımlanan
kuantum telinin alt-bantlar arası optik soğurma
katsayısı ve kırılma indisi değişimi üzerine Rashba
spin-yörünge etkileşimi etkisi araştırılmıştır. Lineer
ve üçüncü derece lineer olmayan optik soğurma
katsayıları ve kırılma indisi değişimlerinin analitik
ifadeleri kompakt-yoğunluk matrisi ve
Şekil 1: B=3 T, ϕ=0, α=30 meVnm için foton
enerjilerinin fonksiyonu olarak lineer (kesikli), lineer
olmayan (noktalı) ve toplam (sürekli) soğurma
katsayıları
iteratif şema kullanılarak elde edilmiştir [4]. Optik
soğurma katsayısı ve kırılma indisi değişimi
kuantum teli yarıçapı, Rashba spin-yörünge
etkileşimi, manyetik alan şiddeti ve yönelimi ve
foton enerjisinin fonksiyonu olarak elde edilmiştir.
Optik soğurma katsayısı ve kırılma indisi
değişiminin sistem parametrelerine güçlü bir şekilde
bağlı olduğu gözlemlenmiştir.
Kaynakça
1. C. H. L. Quay, T. L. Hughes, J. A. Sulpizio, L. N. Pfeiffer, K. W. Baldwin, K. W. West, D.
GoldhaberGordon, R. de Picciotto, “Observation of a One-Dimensional Spin-Orbit Gap in a
Quantum Wire”, Nature
Physics 6, 336 - 339 (2010); S. Datta, “Electronic transport in mesoscopic
systems”, Cambridge University Press, Cambridge (1995).
2. R. Khordad, “Optical properties of quantum wires: Rashba effect and external magnetic field, J.
Lumin. 134, 201-207 (2013).
3. S. Lahon, M. Kumar, P. K. Jha, M. Mahon, “Spin-orbit interaction effect on the linear and nonlinear
properties of quantum wire in the presence of electric and magnetic fields”, J. Lumin. 144, 149-153
(2013).
4. R. W. Boyd, “Nonlinear optics”, Academic Press, San Diego (2003).
P5
Al – 1.1Sc ve Al – 2Sc Alaşımlarının Bazı Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi
Hamza Yaşar Ocak1, Ercan Uçgun1 ve Rahmi Ünal2
Dumlupınar Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi, Kütahya
2
Gazi Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Ankara
1
Al – Sc alaşımları endüstride özel bir öneme sahip olmaları nedeniyle; Sc’un iki farklı oranı için Al – 1.1Sc
ve Al – 2Sc alaşımlarını toz metarolojisi tekniği ile elde edilerek birçok fiziksel özellikleri deneysel ve
teorik olarak incelenmiştir. Öncelikle alaşımın örgü parametresi XRD yöntemiyle bulunarak diğer
parametrelerin EMTO programı ile hesaplanmasında kullanılmıştır. Bu çalışmada sadece bazı mekanik
özelliklere ait çalışmalarımız yer alacaktır. Ayrıca Sc oranına bağlı olarak ikinci derece elastik sabitlerin
değişimi de değerlendirilmiştir.
Not: Bu konudaki ilk makalemiz Transactions of Nonferrous Metals Society of China’da yayımlandı.
(23,2013, 3020-3026)
P6
Schiff Bazlı (E)-2-methyl-N-((5-nitrothiophen-2-yl)methylene)aniline
Molekülünün Kristalografik ve Kuantum Mekaniksel İncelenmesi
Özlem Deveci1, Şamil Işık1, Ebil Ağar2 ve Sümeyye Gümüş2
Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Fizik Bölümü, TR-55139, Samsun
Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Kimya Bölümü, TR-55139, Samsun
1
2
Schiff bazı olan C12H10N2O2S kristali sentezlendi ve
kristal yapısı X-ışınları kırınım tekniği ile belirlendi,
spektroskopik özellikleri ise FTIR, UV-VIS ve 1H-,
13
C-NMR deneysel metotları ile incelendi. Bileşiğin
yapısı Hartree-Fock (HF), Yoğunluk Fonksiyoneli
Teorisi (Density Functional Theory, DFT), Austin
Model (AM1) and Parametric Model (PM3) teorik
hesaplama metotları ile incelendi.
Molekülün kristal yapısı direkt yöntemler ile
SHELXS97 [1] programı kullanılarak çözüldü ve
atomik parametreler, tam-matris en küçük kareler ve
Fark−Fourier yöntemleri kulanılarak SHELXL97 [2]
programı ile arıtıldı. Kristale ait birim hücre
boyutları, birim hücredeki atom konumları, bağ
uzunlukları, bağ açıları ve titreşim parametreleri
belirlendi. [C12H10N2O2S] Tek kristalinin moleküler
yapısını gösteren çizimi (Şekil 1).
Deneysel çalışma sonuçlarını desteklemek
amacıyla Gaussian 03W ve GaussView 4.1.2 paket
programları kullanılarak ab initio Hartree−Fock
(HF), Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi (Density
Functional Theory, DFT) ve yarı deneysel
hesaplamaları Austin Model (AM1), Parametric
Model (PM3) metotları ile temel haldeki serbest
molekülün moleküler geometrisi, titreşim frekansları
(IR), kimyasal kayma değerleri (NMR), sınır
moleküler orbitalleri (HOMO ve LUMO) incelendi.
Teorik hesaplamalar için baz seti olarak 6-31G(d)
seçildi.
Şekil 1: [C12H10N2O2S] Molekülünün %30 olasılıklı ısısal
elipsoitlerle çizilmiş ORTEP3 diyagramı. Kesikli çizgiler
molekül içi
ve
etkileşmelerini
ifade etmektedir
Sonuç olarak, moleküllerin enerjileri,
konformasyon analizleri, yük dağılımları, moleküler
elektrostatik potansiyelleri, dipol momentleri ve
sınır moleküler orbitalleri (HOMO ve LUMO)
hesaplanarak elde edildi. Çalışmadaki moleküle ait
deneysel ve teorik sonuçları karşılaştırılmalarında,
bu sonuçlar arasında iyi bir uyum olduğu
görülmüştür.
Kaynakça
1. Sheldrick, G. M., 1997b. SHELXS97, Program for the solution of crystal structures. University of
Göttingen, D., Germany.
2. Sheldrick, G. M., 1997a. SHELXL97, Program for crystal structure refinement. University of Göttingen, D.,
Germany.
P7
Kalkopirit ZnSiP2 Yarıiletkeni Üzerinde Basıncın Etkisi
İrem Öner1, Yasemin Ö. Çiftci2, Kemal Çolakoğlu3
1,2,3
Gazi Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, 06500, Ankara
AIIBIVCV2 yarıiletkenleri, anizotropik yapılarından dolayı
lineer olmayan optik özellikler gibi birçok ilginç fiziksel
ve kimyasal karakteristiğe sahiptir. Bu bileşikler görünür
ve kızılötesi LEDler, kızılötesi dedektör ve üreteçler ile
optik parametreli osilatörler vb. teknolojik uygulama
alanlarında kullanılan önemli adaylardandır [1]. Bu
çalışmada ZnSiP2'nin elastik, elektronik ve optik
özelliklerinin basınca bağlılığı yoğunluk fonksiyoneli
teorisine dayalı ilk ilkeler hesaplamaları ile ele alınmıştır.
Genelleştiril-miş gradyan yaklaşımının Perdew-BurkeErnzerhof (GGA-PBE) parametrizasyonuna dayalı
izdüşümsel genişletilmiş düzlem dalga (PAW) sözde
potansiyel metodu Vienna Ab initio Simülasyon Paketi
(VASP) ile kullanılarak, hacim merkezli tetragonal (I-42d;
uzay grup no:122/kalkopirit) ve yüzey merkezli
kübik (Fm-3m; uzay grup no:225/kayatuzu) fazları
incelenmiştir. Dalga fonksiyonları için düzlem dalgalar
360
eV'luk
kesilim
kinetik-enerjisine
kadar
genişletilmiştir. Sözde atomik hesaplamalar Zn: [Ar]
3d104s2, P: [Ne] 3s2 3p3 ve Si: [Kr] 4d10 5s2 5p2 için
gerçekleştirilmiştir.
Brillouin
bölgesinin
nümerik
integrasyonu, I-42d ve Fm-3m için sırasıyla 8x8x4 ve
8x8x8 Monkhorst-Pack k-nokta örnekleme prosedürü
kullanılarak yapılmıştır. Denge örgü parametresine karşılık
gelen elastik sabitleri hesaplanmıştır; buna göre I-42d
mekaniksel kararlı iken Fm-3m kararsızdır. Bununla
birlikte I-42d, Fm-3m’ye göre enerjitik olarak daha
kararlıdır ve basınç altında (~35 GPa) kalkopiritten
kayatuzuna bir faz geçişi belirlenmiştir.
ZnSiP2 bileşiğinin elektronik yapısı, I-42d fazının 1.36 eV
direkt enerji band aralığına sahip bir yarıiletken olduğunu
göstermiştir. Band grafiğinin yanında toplam (t_dos) ve
parçalı (p_dos) durum yoğunlukları çizdirilmiştir. 10, 20
ve 30 GPa için her iki fazda elastik sabitleri, ve bu
basınçlar için kalkopirit yapıda optik özellikleri, band ve
dos hesabı yapılmıştır. Ayrıca örgü sabiti, bulk modülü,
bulk modülünün basınca göre türevi, Zener anizotropi
faktörü, Poisson oranı, Young modülü ve izotropik shear
modülü gibi temel fiziksel parametreler elde edilmiştir.
Dielektrik fonksiyonu, kırılma indisi, sönüm katsayısı,
soğurma katsayısı, optik yansıma ve elektron enerji kaybı
spektrumu da optik özellikler olarak ortaya konulmuştur.
Sonuçların diğer teorik ve deneysel çalışmalarla uyumlu
olduğu görülmüştür.
Tablo 1: I-42d ve Fm-3m fazlarının örgü parametreleri,
minimum enerjileri ve enerji band aralıkları
Referans
a (Å)
c (Å)
Eg (eV)
Bu çalışma(GGA-PBE)
5.4196
10.5294
1.36
Teorik(GGA-PW91) [1]
5.4000
10.5000
1.34
Deneysel [2]
5.3990
10.4370
6.2162
6.2000
Faz
I-42d
Fm-3m
Tablo 2: I-42d fazının elastik sabitleri, bulk modülü, shear modülü ve Young modülü (GPa birimi ile verilmiştir.)
Faz
Referans
C11
C12
C13
C33
C44
60.3
101.8
27.32
115.15
138.7
57.7
62.1
133.6
94.5
136.68
54.79
60.79
133.11
71.91
C66
B
G
E
11.6
87.9
14.7
41.7
-1.031
83
---
---
92.1
86.1
65.3
156.4
69.63
86.29
55.45
136.4
Fm-3m
I-42d
Kaynakça
1. F. Arab et al. "Ab initio investigations of structural, elastic and electronic properties of ZnSiP2: Pressure effect",
Computational Materials Science 65 (2012) 520–527.
2.
Yu. M. Basalev et al. "Electronic Structure of Triple Phosphides MgSiP2, ZnSiP2, and CdSiP2", Russian Physics
Journal 48 (2005) 78-82.
P8
Synthesis, Structural Characterization of (C21H23CuN2O12) Complex
Akif Arslan1, Ömer Çelik2, Sevtap Keser3, Sedat Köstekçi3, Mehmet Aslantaş4,Tuba Kıyak4
1
Düziçi Vocational School, Osmaniye Korkut Ata University, Osmaniye
Physics Education Department, Ziya Gökalp Education Faculty, Dicle University, Diyarbakır
2
Biotechnology Laboratory, Biology Department, KSÜ, Avsar Campus, Kahramanmaras
3
4
Physics Department, KSÜ, Avsar Campus, Kahramanmaras
In this study, the metal complex C21H23CuN2O12 was prepared from the reaction between 3.5 Dihidroksibenzoic
acid and 2-aminobenzamide in the presence of cupper(II) sulfate, and X-ray diffraction methods. The
crystallographic analysis shows that the complex crystallizes in the triclinic system, space group. In the
complex, the geometry around the cupper ion has distorted pyramid geometry by one water (H2O) molecule, one
N and three O atoms. The N-H…O strong intra- and also C-H…O and O-H…O type strong inter-molecular
hydrogen bonding interactions mainly stabilize the crystal structure and form an infinite 3-dimensional network.
We would like to thank Dr.Şemistan Karabuğa at Chemistry Department and the Biotechnology Laboratory in
Biology Department, KSU, staff for their assistance without which this work could not have been accomplished.
Keywords: Metal Complex, Sulfonic Acid, X-ray Crystallography, Antimicrobial, Enzymatic Activity
Kaynakça
1.
2.
3.
G.M. Sheldrick,(SHELXS-97),University of Gottingen, Germany,(1997).
G.M. Sheldrick,(SHELXL-97),University of Gottingen, Germany,(1997).
Sertçelik et al. Acta Crystallographica Section E68: 1010-1011 (2012).
4. Aydın et al. Acta Crystallographica Section E68: 1162-1163 (2012).
P9
Pd-Mn-Sb tabanlı Heusler Alaşımlarının Yapısal ve Manyetik Özellikleri
H. Can Aydoğan1 ve Seda Aksoy Esinoğlu1
İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi Fizik Mühendisliği Bölümü, 34469, İstanbul,
Türkiye
1
Ferromanyetik Heusler alaşımlarında, yüksek
sıcaklık kübik fazdan (austenit) ferromanyetik
durumdaki tetragonal faza (martensit) yapısal geçiş,
martensitik geçiş gözlenmektedir. Martensitik geçiş
sebebiyle bu alaşımlarda tek-yönlü ya da iki-yönlü
şekil hafıza etkisi, süperelastiklik gözlenmektedir.
Buna ek olarak bazı Heusler alaşımlarında yapısal
ve manyetik faz geçişi aynı anda meydana gelir. Bu
durumda alaşımlar büyük manyetokalorik etki
gösterir. Heusler alaşımlarının gösterdiği bu etkiler
bu alaşımların aktüatör, sensör ve manyetik
soğutucu gibi manyetik olarak kontrol edilebilen ve
akıllı malzeme olarak adlandırılan aygıtların
yapılmasına olanak tanır.
Ferromanyetik Ni-Mn tabanlı Heusler alaşımları
yüksek manyetik şekil hafıza etkisi ve
manyetokalorik etki gösterdiği için yaygın olarak
çalışılmaktadır [1,2]. Son zamanlarda Pd-Mn tabanlı
yeni Heusler alaşımları incelenmekte olup, Pd-MnSn alaşımında martensitik geçiş gözlenmiş ve
potansiyel bir manyetik şekil hafıza alaşımı olduğu
tartışılmaktadır [3,4].
Şekil 1: X2YZ genel formülüne sahip Heusler
alaşımlarının austenit fazdaki L21 kübik yapısı.
Bu çalışmada Pd50M25+xSb25-x (x=0, 7, 10, 13, 15) ve
Pd50M25−ySb25+y (y=0, 5, 15) alaşımlarının yapısal
ve manyetik özellikleri incelenmiştir. Üretilen
örneklerin kompozisyonları, taramalı elektron
mikroskobunda (SEM)
EDS analizi ile
doğrulanmıştır. X-ışını toz kırınımı desenleri oda
sıcaklığında elde edilerek,
örneklerin kristal
yapıları belirlenmiştir. Her bir alaşımın Curie
sıcaklıkları,
hem
sıcaklığa
bağlı
direnç
ölçümlerinden (70<T<300 K) hem de 50 mT
manyetik
alan
altındaki
sıcaklığa
bağlı
mıknatıslanma ölçümlerinden (5<T<300 K)
gözlenmiş olup 240 K civarında olduğu
bulunmuştur. Bu değer literatürde bulunan
Pd50Mn25Sb25 stokiyometrik alaşımının Curie
sıcaklığı
ile
uyumludur
[5].
Kaynakça
1. Ullakko K., vd., Applied Physics Letters, 69, 1966,(1996).
2. Krenke T., vd., Nature Materials, 4, 450, (2005).
3. Kanomata T., vd., Journal of Alloys and Compounds, 541, 392, (2012).
4. Chieda Y., vd., Journal of Alloys and Compounds, 554, 335, (2013).
5. Shirakawa K., vd., Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 70, 421, (1987).
P10
Li2Pt3X (X=B, C ve N) Bileşiklerinin İlk-Prensiplerle İncelenmesi
Sezgin Aydın1
1
Li2Pd3B ve Li2Pt3B’de sırasıyla 8K ve 2-3K gibi
sıcaklıklarda süper iletkenlik elde edilmesi bu
bileşiklere gösterilen ilginin artmasını sağladı [1-2].
nokta değerleri ile CASTEP paket programı
yardımıyla incelendi.
Li2Pt3B için hesaplanan örgü parametresinin
(6.860Å) literatürdeki 6.755Å [3] değeriyle uyumlu
olduğu görüldü. Kararlılık tartışması için
bileşiklerin oluşum entalpileri ve elastik sabitleri
hesaplandı. Bütün bileşiklerin negatif oluşum
entalpisine sahip oldukları ve elastik sabitlerin de
kararlılık şartlarını sağladıkları, bu nedenle bütün
bileşiklerin termodinamik ve mekanik kararlı
oldukları görüldü. En düşük oluşum entalpisinin
Li2Pt3B’ye ait olduğu, bor atomunu karbon ve azot
atomu ile değiştirmenin yapıyı daha kararlı
yapmadığı tespit edildi. Band yapılarından ve kısmi
durum yoğunluğu eğrilerinden, Fermi seviyesini
kesen bandlardan ve sıfırdan farklı durum
yoğunluğundan dolayı bütün bileşiklerin metal
oldukları tespit edildi. Yapıların metallikleri
incelendi ve Li2Pt3X (X=B, C ve N) bileşiklerinin
metallikleri sırasıyla 0.85, 0.39 ve 0.49 olarak
hesaplandı. Süperiletken karakteriyle uyumlu olarak
borlu yapının daha yüksek metalliğe sahip olduğu
görüldü.
Diğer taraftan, bağlanma karakteri ortaya kondu: 1tip B-Pt bağının ve 1-tip Pt-Pt bağının pozitif
Mulliken popülasyonuna sahip olduğu bulundu. Bu
bağlar dikkate alınarak, Li2Pt3X (X=B, C ve N)
bileşiklerinin sertlikleri sırasıyla 19.4, 22.2 ve 21.2
GPa olarak hesaplandı. Sertlik değerlerinin
birbirlerine yakın oldukları, Pt-Pt bağlarının Pt-X
bağlarından daha sert oldukları görüldü.
Şekil 1: Li2Pt3B’nin kristal yapısı (üstte) ve
hesaplanmış 3D elektron yoğunluğu (altta)
Bu çalışmada, Li2Pt3B bileşiğindeki bor atomu
karbon ve azot atomuyla yer değiştirilerek elde
edilen Li2Pt3X (X=B, C ve N) bileşiklerinin yapısal,
elektronik, elastik ve mekanik özellikleri yoğunluk
fonksiyonel
teorisi
kapsamında,
GGA-PBE
fonksiyoneli ve ultrasoft pseudopotansiyeller
kullanılarak uygun seçimli kesilim enerjisi ve k-
Kaynakça
1. H. Q. Yuan, D. F. Agterberg, N. Hayashi, P.Badica, D. Vandervelde, K. Togano, M. Sigrist, M. B.
Salamon,
Physical Review Letters 97, 017006 (2006).
2. K.-W. Lee, W.E. Pickett, Physical Review B 72, 174505 (2005).
3. S. K. Bose, E. S. Zijlstra, Physica C 432, 173-181 (2005).
4. U. Eibenstein, W. Jung, Journal of Solid State Chemistry 133, 21-24 (1997)
P11
Ti3B4 bileşiğinin Karakteristik Elektronik Özellikleri
Sezgin Aydın1
1
Titanyum bor bileşikleri çok sayıda avantaja
sahiptirler. Bunlardan bazıları yüksek erime noktası,
sertlik, aşınma direnci, iyileştirilmiş elektriksel
iletkenlik ve mekanik özellikler şeklinde sıralanabilir
[1-2]. Bu özelliklerinden dolayı titanyum boritler için
geniş uygulama alanları vardır.
Bu çalışmada, Ti3B4 bileşiğinin yapısal, elektronik,
elastik ve mekanik özellikleri yoğunluk fonksiyonel
teorisi kapsamında, GGA-PBE fonksiyoneli ve
ultrasoft pseudopotansiyeller kullanılarak uygun
kesilim enerjisi ve k-nokta değerleri ile CASTEP
paket programı yardımıyla incelendi.
Hesaplanan örgü parametrelerinin deneysel değerlerle
ve diğer teorik sonuçlarla iyi uyum içinde olduğu [3],
negatif oluşum entalpisi (-0.94 eV/atom) ve kararlılık
şartlarını sağlayan elastik sabitler sayesinde Ti3B4
bileşiğinin termodinamik ve mekanik kararlı olduğu
görüldü.
Şekil 1: Ti3B4’ün kristal yapısı (3×1×1)[3]. Kırmızı
renkli kısım birim hücreyi temsil etmektedir.
Şekil 2: Ti3B4 için kısmi durum yoğunluğu eğrileri.
Şekil 2’de sunulan kısmi durum yoğunluğu
eğrilerinden bileşiğin metal olduğu, B pdurumlarının ve Ti d-durumlarının DOS eğrilerinde
baskın karakterde olduğu görüldü. [-4, -2] eV
aralığında B p-durumları ve Ti d-durumları arasında
hibritleşme olduğu ve Fermi seviyesinde daha
yüksek durum yoğunluğu değerine sahip
olduğundan dolayı, metallik durumunun büyük
ölçüde Ti d-durumlarından kaynaklandığı tespit
edildi.
Stres-strain
metoduyla
hesaplanan
elastik
sabitlerden 223.55 GPa olarak hesaplanan bulk
modülü değeri Fe3C (226.8 GPa) ve TiC (242 GPa)
ile karşılaştırılabilir seviyededir. Ek olarak,
bağlanma karakteri ortaya kondu: 2-tip B-B bağının,
4-tip B-Ti bağının ve 1-tip Ti-Ti bağının pozitif
Mulliken popülasyonuna sahip olduğu bulundu. Bu
bağlar dikkate alınarak, bileşiğin sertliği 25.8 GPa
olarak hesaplandı. Daha kısa uzunluğa sahip Ti-B
bağlarının bireysel sertliklerinin diğer bağlardan
daha yüksek olduğu görüldü.
Kaynakça
1. V. I. Matkovich, Boron and Refractory Borides, Springer Verlag, New York, 1977
2. L. Sun, Y. Gao, B. Xiao, Y. Li, G. Wang, Journal of Alloys and Compounds 579, 457-467 (2013)
3. N. R. Adsit, Trans. Metall. Soc. AIME 236, 804 (1966)
P12
Mo2B ve Mo3B2 Bileşiklerinin Yapısal, Elektronik, Elastik ve Mekanik
Özelliklerinin İlk-Prensiplerle İncelenmesi
Sezgin Aydın1
1
Geçiş-metali (TM) boritleri mükemmel kararlılık,
iyi iletkenlik, yüksek erime noktası, yüksek sertlik
değerleri, aşınma direnci, iyi elektriksel iletkenlik
gibi özelliklerden dolayı oldukça ilgi gösterilen
malzeme gruplarından biridir [1-2].
Bu çalışmada, Mo2B ve Mo3B2 bileşiklerinin
yapısal, elektronik, elastik ve mekanik özellikleri
ilk-prensipler yoğunluk fonksiyonel teorisi
kapsamında, GGA-PBE fonksiyoneli ve ultrasoft
pseudopotansiyeller kullanılarak uygun seçimli
kesilim enerjisi ve k-nokta değerleri ile CASTEP
paket programı yardımıyla incelendi.
oluşum entalpileri ve elastik sabitler yardımıyla
her iki bileşiğin termodinamik ve mekanik kararlı
olduğu görüldü. Daha düşük oluşum entalpisi,
daha yüksek elastik sabitler ve mekanik
özelliklerden dolayı Mo3B2’nin Mo2B’den daha
kararlı olduğu belirlendi.
Band yapılarından ve kısmi durum
yoğunluğu eğrilerinden her iki bileşiğin Fermi
seviyesini kesen bandlardan ve sıfırdan farklı
durum yoğunluğu değerinden dolayı metal olduğu,
durum yoğunluğu eğrilerinin ağırlıklı olarak Mo ddurumlarından kaynaklandığı tespit edildi. [-6,-2]
eV enerji aralığında bor atomlarının p-durumları
ve Mo atomlarının d-durumları arasında
hibritleşme meydana geldiği, bu durumun B
atomları ve Mo atomları arasında meydana gelen
olası bağlanmaya işaret ettiği sonucuna varıldı.
Detaylı bağlanma analizi çıkarıldığında her
iki yapı için, 1-tip B-B ve 3-tip Mo-B bağının
pozitif Mulliken popülasyonuna sahip olduğu, yani
bu tür bağların var olduğu görüldü. Elektron
yoğunlukları, durum yoğunlukları ve Mulliken
atomik yük analizinden elde edilen sonuçlar
ışığında, bileşiklerdeki bağlanmanın kovalent,
iyonik ve metalik bileşenlere sahip olduğu
sonucuna varıldı.
Ek olarak, her iki bileşiğin sertliği teorik
olarak hesaplandı. Mo2B’nin sertliği 24.2 GPa ve
Mo3B2’nin sertliği de 23.9 GPa olarak bulundu.
Her iki bileşiğin sertliğinin birbirine yakın olduğu,
bu sertlik değerlerinin literatürde rapor edilen TiC
(24.7 GPa) ve OsC (24.3 GPa) sertlik değerleriyle
karşılaştırılabilir oldukları görüldü. daha kısa MoB bağlarının bireysel sertliklerinin diğerlerinden
daha yüksek olduğu tespit edildi.
Şekil 1: Mo2B (solda)[3] ve Mo3B2 (sağda)[4]’nin
kristal yapıları.Üstteki yapılar c-doğrultusunda,
alttaki yapılar ise a-doğrultusundadır.
Hesaplanan
örgü
parametrelerinin
deneysel değerlerle iyi uyum içinde olduğu [3, 4],
Kaynakça
1. I. R. Shein, A. L. Ivanovskii, Pysical Review B 73, 144108 (2006).
2. C. T. Zhou, J. D. Xing, B. Xiao, J. Feng, X. J. Xie, Y. H. Chen, Computational Materials Science 44, 10561064 (2009).
3. A. M. Zakharov, M. Y. Golubev, Inorg. Mater. 16, 579-581 (1980).
4. A. Wittmann, H. Nowotny, H. Boller, Monatsh. Chem. 91, 608-615 (1960).
P13
Tavlama Sıcaklığının Sol-Jel Daldırma Yöntemiyle Hazırlanan
p-CuO/i-ZnO/n-ATO Heteroyapıların Elektriksel Özelliklerine Etkisinin
İncelenmesi
Figen Özyurt Kuş1, Tülay Serin2, Necmi Serin2
DSİ TAKK Dairesi Başkanlığı, İzotop Laboratuvarı, 06291, Ankara
2
Ankara Üniversitesi, Fizik Mühendisliği Bölümü,06100, Ankara
1
Farklı tavlama sıcaklıklarında (200-350°C, T= 0°C) sol-jel daldırma yöntemiyle hazırlanan p-CuO/i-ZnO/nATO heteroyapılarının elektriksel özelliklerinin incelenmesi amacıyla 1x25x75mm boyutlarında mikroskop
camları üzerine p-CuO/i-ZnO/n-ATO heteroyapıları büyütülmüştür. Bu yapıların elektriksel özellikleri akımgerilim (I-V), kapasite-gerilim (C-V) ve kapasite-frekans (C-f) ölçümleri kullanılarak incelenmiş, akım-gerilim
belirtkenlerinin diyot özelliği gösterdiği gözlenmiştir. Ayrıca bu yapıların ileri beslem engel potansiyelleri,
doğrultma çarpanları ve diyot ideallik faktörleri I-V ölçümlerinden; engel potansiyelleri ve alıcı yoğunlukları
C-V ölçümlerinden; yapıların arayüzey durum yoğunlukları C-f ölçümlerinden hesaplanmıştır. Bu ölçüm ve
hesaplamalardan bu yapılarda akım-iletim mekanizmasının çok adımlı tünelleme olduğu belirlenmiştir.
Şekil 1: p-CuO/i-ZnO/n-ATO heteroyapısının şematik gösterimi
CuO tavlama süresi (dakika)
10
10
20
200
5
200
30
250
5
250
30
p-CuO/i-ZnO/n-ATO
10
10
20
250
5
250
30
250
5
250
30
p-CuO/i-ZnO/n-ATO
10
10
20
300
5
300
30
250
5
250
30
p-CuO/i-ZnO/n-ATO
10
10
20
350
5
350
30
250
5
250
30
p-CuO/i-ZnO/n-ATO
10
10
10
250
5
250
15
250
5
250
30
P14
CuO tavlama sıcaklığı (ºC)
ZnO ön ısıtma sıcaklığı (ºC)
CuO ön ısıtma süresi (dakika)
CuO daldırma sayısı
CuO ön ısıtma sıcaklığı (ºC)
ZnO daldırma sayısı
ZnO tavlama süresi (dakika)
ATO daldırma sayısı
p-CuO/i-ZnO/n-ATO
ZnO tavlama sıcaklığı (ºC)
Yapı
ZnO ön ısıtma süresi (dakika)
Tablo 1: p-CuO/i-ZnO/n-ATO yapılarını hazırlama şartları
SmX (X = S, Se ve Te) Bileşiklerinin Yapısal, Elastik ve Titreşim
Özelliklerinin Hesaplanması
A. İyigör1, Ş. Uğur2, R. Ellialtıoğlu3
Ahi Evran Üniversitesi, Merkezi Araştırma ve Uygulama Lab,. 40100, Kırşehir
2
Gazi Üniversitesi, Fizik Bölümü,06500, Teknikokullar-Ankara
3
Hacattepe Üniversitesi, Fizik Mühendisliği Bölümü, 06800, Beytepe, Ankara
1
Yoğunluk fonksiyonel teorisi içerisinde genelleştirilmiş gradiyent yaklaşımı kullanılarak, Pm-3m (216)
uzay grubu ve B2(CsCl) kristal yapısındaki SmX (X = S, Se ve Te) bileşikleri için hesaplamalar yapıldı. Bu
bileşikler için taban durum yapısal, elastik ve titreşim özellikleri araştırıldı. SmS, SmSe ve SmTe
bileşiklerinin örgü sabitleri sırasıyla 3.473 Å, 3.603 Å ve 3.812 Å olarak bulundu ve bu sonuçlar elastik ve
titreşim özellikleri hesaplanırken kullanıldı. Örgü titreşimi özellikleri, öz uyumlu yoğunluk fonksiyoneli
pertürbasyon kuramı çerçevesinde incelendi.
P15
Fe-Ni Alaşımlarında Martensitik Faz Geçişlerinin Moleküler Dinamik
Simülasyon Yöntemi ile Araştırılması
Eşe Akpınar1 , Seyfettin Çakmak 1
Süleyman Demirel Üniversitesi, Fizik Bölümü, Bölüm Adı, 32260, Isparta
1
Martensit faz geçişleri, birinci dereceden katı- katı faz geçişleridir. Fe66Ni34 ve Fe64Ni36 ikili alaşım
sistemlerinin martensitik faz geçişleri Moleküler Dinamik Simulasyon yöntemi ile araştırılmıştır. Çalışmada
Gömülmüş Atom Metodunun Sutton- Chen versiyonu kullanılmıştır. Sıcaklık etkisinin ve Ni içeriğinin
martensitik faz geçişleri üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Yapısal analizler, radyal dağılım fonksiyonu eğrileri
kullanılarak yapılmıştır.
Fe66Ni34 ve Fe64Ni36 alaşımlarında sıcaklığın etkisi ile martensitik faz geçişleri gerçekleştiği gözlenmiştir.
P16
B13-C Nanoşeridinde Karbon Atomunun Etkisinin İlk- Prensipler Yaklaşımı ile
İncelenmesi
Esra EROĞLU, 1Mehmet ŞİMŞEK
1
Gazi Üniversitesi Fen Fakültesi Fizik Bölümü Teknikokullar 06500 /Ankara
1
örgü boyutları en yakın iki komşu atomu arası
uzaklık en az 10Å [2-3] olacak şekilde ayarlandı.
Bor, yapısındaki elektron-eksikliği doğası nedeniyle
içinde bulunduğu bileşiklerde oluşan kimyasal
bağlarında çok çeşitlilik gösterir. Bu bağlamda borlu
yapılar çok sayıda teorik ve deneysel araştırmacının
dikkatini üzerine çekmiştir[1-4].
Tasarlanan/önerilen
nanoşeritlerin
enerjetik
kararlılıkları,
geometrik
parametreleri
(bağ
uzunlukları v.b) ve elektronik özellikleri (durum
yoğunluğu, band yapısı, Mulliken atomik yükleri ve
bağ popülasyon değerleri) incelendi.
Bor nanoşeritleri çoğu zaman metalik karakterde
olmasına rağmen yarıiletken yapılara da rastlamak
mümkündür[4]. Nanoşeritler; yapıdan farklı sayıda
ve konumdaki atomların çıkarılmasıyla ya da yapıya
başka türdeki atomların bağlanmasıyla çeşitli
formlarda oluşturulabilir. Böylece oluşturulan
yapıların kararlılıkları ve elektronik özellikleri
farklılıklar gösterir[1].
Bu çalışmada, yoğunluk fonksiyonel teorisi (DFT)
kapsamında benzetişim hesaplamaları yapılarak,
doğrusal kenarlı B14 nanoşeridi çalışıldı. B14 yapısına
ait birim hücre Şekil 1’de verildi. Şeridi oluşturan
altıgenlerden birinin farklı konumlarındaki bor
atomları, karbon atomlarıyla değiştirilerek yeni
nanoşeritler oluşturuldu. Böylece, karbon atomunun
konum bağımlı etkileri (genel olarak yapıya bir
elektron eklenmesi etkisi) incelendi.
Şekil 1: B14 nanoşeridi için birim hücre
Elde edilen sonuçlar doğrultusunda; tüm yapıların
metalik karakterde olduğu görüldü. Atomik yük
dağılımı incelendiğinde B14 yapısının hemen hemen
nötr durumda olduğu, yapıya karbon eklendiğinde
ise elektron alarak negatif yük dağılımına sahip
olması, çevresi ile etkileşme aktivitesini ve bağ
yapma özelliğini artırdığı görülmektedir. Sonuç
olarak yeni şeritlerin atomik tutucu veya filitre
olarak
kullanılabileceği
söylenebilir.
Geometri optimizasyonu ve elektronik özellikleri
kapsayan hesaplamalar GGA-PW91 fonksiyoneli ve
ultrasoft pseudo-potansiyeller kullanılarak CASTEP
programıyla yapıldı. Nanoşeritlerin periyodiklikten
dolayı meydana gelen etkileşmesini önlemek için,
Anahtar kelimeler: DFT, elektronik yapı, nanoşerit, bor.
Kaynakça
1. T. T. Xu, J. G. Zheng, N. Wu, A. W. Nicholls, J. R. Roth, D. A. Dikin, R. S. Ruoff, “Crystalline Boron
Nanoribbons: Synthesis and Characterization”,Nano Letters, 4:5 (2004).
2. Y. Zhao, C. Ban, Q. Xu, S. H. Wei, C. Dillon, “Charge-driven structural transformation and valance versatility of
boron sheets in magnesium borides”, Phys. Rev. B, 83: 035406 (2011).
3. Y. Ding, X. Yang, J. Ni, “Electronic structures of boron nanoribbons”, Applied Physics Letters, 93: 043107
(2008).
4. S. Saxena, T. A. Tyson, “Insights on the Atomic Electronic Structure of Boron Nanoribbons”, Physics Letters,
104:245502 (2010).
P17
Karma Spin-(2, 5/2) Ising Sisteminin Dinamik Davranışının Glauber Geçiş
Oranları Temelli Ortalama Alan Yaklaşımı ile İki Tabakalı Kare Örgü Üzerinde
İncelenmesi
Mehmet Ertaş, Mustafa Keskin
Erciyes Üniversitesi Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, 38039, Kayseri
Zamana bağlı salınımlı dış manyetik alan altında iki
tabakalı kare örgü üzerinde karma spin (2, 5/2) Ising
modelinin dinamik davranışı Glauber-tipi stokhastik
dinamik temelli
ortalama
alan
yaklaşımı
kullanılarak incelendi. Master denkleminden yola
çıkılarak modelin dinamik davranışını veren
ortalama-alan dinamik denklemleri Glauber-tipi
stokhastik dinamik kullanılarak elde edildi. Elde
edilen ortalama-alan dinamik denklemleri, AdamsMoulton kestirme ve düzeltme yöntemi ve Romberg
integrasyon metotları kullanılarak nümerik olarak
çözüldü. Sistemde mevcut olan fazları elde etmek
için ortalama düzen parametrelerinin zamanla
değişimleri incelendi. Daha sonra bir periyot içinde
ortalama düzen parametrelerinin veya dinamik
düzen parametrelerinin, sıcaklığın fonksiyonu
olarak davranışları incelenerek dinamik faz geçiş
(DFG) sıcaklıkları tespit edilecek ve aynı zamanda
DFG’lerinin doğası (kesikli veya sürekli yani
birinci- veya ikinci-derece faz geçişleri) karakterize
edildi. Tabakalar içi etkileşim parametreleri olan J1
ve J2’nin hem antiferromanyetik /antiferromanyetik
(AFM/AFM),
hem
de
antiferromanyetik/ferromanyetik(AFM/FM) olduğu
durumlar için DFG noktalarından faydalanarak (T,
h) düzleminde dinamik faz diyagramları sunuldu.
Sonuçlar FM/FM ve FM/AFM [1] durumları için
elde edilen sonuçlarla karşılaştırıldı.
Kaynakça
1. M. Ertaş, M. Keskin, “Dynamic magnetic behavior of the mixed-spin bilayer system in an oscillating field”,
Physics Letters A 376, 2455 (2012).
P18
NiO İnce Filmlerin Optik ve Elektrokromik Özellikleri
Gamze Atak1, Selen Demirel1,2, Özlem Duyar Coşkun1
Hacettepe Üniversitesi, Fizik Mühendisliği, 06800, Ankara
Hacettepe Üniversitesi, Nanoteknoloji ve Nanotıp, 06800, Ankara
1
2
görüntüleri alınmıştır. Daha sonra hazırlanan tüm
ince
filmlerin
elektrokromik
özelliklerinin
incelenmesi amacı ile elektrokimyasal ölçümleri
alınmıştır. Bu ölçümler kullanılarak, farklı çalışma
basınçlarında
büyütülen
filmlerin
renklenme
etkinlikleri ve iyon/yük depolama kapasiteleri
hesaplanmıştır.
Nikel oksit (NiO), tungsten oksitten (WO3) sonra en
yaygın olarak kullanılan ve üzerinde çalışılan
elektrokromik malzemelerden biridir [1],[2]. Anodik
elektrokromik bir malzeme olan nikel oksit, yüksek
elektrokromik verime sahiptir [3]. Katodik tungsten
oksit ince film ile bir elektrokromik cihaz içinde
karşılıklı olarak birbirini tamamlayıcı olarak
kullanılabilirler. NiO çalışma aralığı anlamında
düşük potansiyel aralığına, yüksek çevrim ömrüne ve
yüksek renklenme etkinliğine sahip bir malzemedir.
NiO yükseltgendiğinde koyu kahve-siyah renklenir
iken, indirgendiğinde ise etkin olarak renksizleşir.
0.6
2
Aki‎m‎Yoğunluğu (mA/cm )
0.4
Bu çalışmada magnetron kopartma sistemi ile NiO
ince filmler büyütülüp, optik ve elektrokromik
özellikleri incelenmiştir. Sistem 2.80 × 10-6 Torr
temel basınca düşürüldükten sonra, 75 W plazma
gücünde 1737F yüksek sıcaklık camı ve ITO ince
film kaplı cam alttaşlar üzerine, 2'' seramik NiO
hedef
malzeme
kullanılarak
büyütülmüştür.
Kopartma gazı olarak Argon gazı kullanılmıştır.
Çalışma basıncı 9 – 30 mTorr aralığında
değiştirilmiştir. Böylelikle çalışma basıncının
filmlerin özellikleri üzerine etkisi incelenmiştir.
0.2
0.0
-0.2
9 mTorr
12 mTorr
15 mTorr
20 mTorr
-0.4
-0.6
-2
-1
0
1
2
Potansiyel (V)
Şekil 2. Farklı çalışma basınçlarında hazırlanan NiO
ince filmlerin CV eğrileri
8
6
2
Ak‎im‎Yoğunluğu (mA/cm )
4
9 mTorr
12 mTorr
15 mTorr
20 mTorr
30 mTorr
2
Ak‎im‎Yoğunluğu (mA/cm )
Hazırlanan NiO ince filmlerin, Aquila nkd 8000e
spektrofotometre ile 350 – 1100 nm dalga boyu
aralığında, 30° geliş açısında s ve p polarize ışık için
geçirgenlik ve yansıtma ölçümleri alınmıştır.
Hazırlanan filmlerin spektrofotometrik ölçümleri
amorf yarıiletken malzemelerde çok iyi sonuç veren
Tauc-Lorentz model ile uyuşum işlemine tabii
tutularak, film kalınlığı ve dalga boyuna bağlı kırma
indisi ile sönüm sabiti değerleri elde edilmiştir.
Büyütülen ince filmlerin yapısal özelliklerinin
incelenmesi için, X-ışını kırınım desenleri ve SEM
4
3
2
1
0
-1
-2
-3
-4
20
25
30
35
40
45
Zaman (Saniye)
2
0
-2
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Zaman (Saniye)
Teşekkür
Bu proje TÜBİTAK tarafından desteklenmektedir (Proje
No: 111T252). XRD ölçümleri için Hacettepe Üniversitesi
Fizik Mühendisliği Bölümü SNTG Laboratuvarı’na
teşekkür ederiz.
Şekil 3. Farklı çalışma basınçlarında hazırlanan NiO
ince filmlerin CA eğrileri
Kaynakça
1. T. Maruyama and S. Arai, “Electrochromic properties of tundsten trioxide thin films prepared by chemical
deposition” J. Electrochem. Soc., vol 141, p.1021, (1994).
E. L. Miller and R. E. Rocheleau, “Electrochemical and electrochromic behaviour of reactively sputtered nickel
oxide”, J. Electrochem. Soc., vol. 144, p.1995, (1997).
3. C. G. Granqvist, Handbook of Inorganic Electrochromic Materials, Elsevier, 339-378, (2002)
2.
P19
Nikel Ferrit Nanoparçacıkların Seyreltme ile Değişen Özelliklerinin Ferromagnetik
Rezonans Tekniği ile Belirlenmesi
Senem Çitoğlu1, Mustafa Coşkun2
Hacettepe Üniversitesi, Nanoteknoloji ve Nanotıp Anabilim Dalı, 06800, Ankara, Türkiye
2
Hacettepe Üniversitesi, Fizik Mühendisliği Bölümü , 06800, Ankara, Türkiye
1
Oleik asit kaplı 5,87 nm boyutundaki NiFe2O4 nanoparçacıklar termal ayrıştırma yöntemi kullanılarak
sentezlendi. NiFe2O4 nanoparçacıkların yapısal özellikleri, şekil ve parçacık boyutları XRD (X-ışınları Toz
Kırınımı) ve TEM (Geçirimli Elektron Mikroskobu) ölçüm teknikleri ile incelendi. Oleik asit kaplı NiFe 2O4
magnetik nanoparçacıklarının siklohekzan içerisinde seyreltilmesi ile değişen magnetik özellikleri FMR
(Ferromagnetik Rezonans) tekniği ile belirlendi. İlk olarak oleik asit kaplı olarak sentezlenen NiFe2O4
nanoparçacıklarının 120-300 K aralığında FMR sinyal değişimine bakıldı. Ardından, NiFe2O4 nanoparçacıkları
siklohegzan içerisinde seyreltildi ve 0.5 Tesla magnetik alanı altında 120 K değerinde örneğin dondurulması ile
siklohekzanın erime sıcaklığı olan 240 K ‘e kadar 10 K aralıklarla ve 0 o-180o açı değerlerinde FMR ölçümleri
alındı. Sıvı ortamda seyreltme ile örneklerin FMR çizgilerinin şekil ve kaymaları sıcaklığa bağlı olarak analiz
edildi.
FMR ölçüm sonuçlarında, siklohekzan içerisinde seyreltme ile NiFe2O4 nanoparçacıklarının arasındaki dipolar
etkileşimin azalarak, FMR sinyallerinin rezonans alanında artış ve çizgi genişliğinde ise daralma meydana
getirdiği belirlendi. Bu sonuçlardan, magnetik nanoparçacıkların seyreltme ile dipolar etkileşmelerindeki
değişimlerin FMR spektrometresi kullanılarak belirlenebileceği gösterildi.
P20
XB3 (X=Os, Re ve W) Bileşiklerinin Yapısal, Elektronik ve Mekanik
Özelliklerinin İlk-Prensiplerle İncelenmesi
Sezgin Aydın1, Aynur Tatar1, Yasemin Öztekin Çiftci1
1
Osmiyum, renyum ve tungsten boritler yüksek ısıl
dayanımları, yüksek sertlikleri ve iyileştirilmiş
mekanik özelliklerinden dolayı oldukça ilgi çeken
bir malzeme grubudur ve birçok uygulama alanına
sahiptirler [1, 2].
kullanılarak 450eV kesilim enerjisi ve 0.03 1/Å
aralıklı k-nokta değerleri ile CASTEP paket
programı yardımıyla incelendi.
için hesaplanan örgü parametrelerinin
literatürle uyumlu olduğu görüldü [1]. Kararlılık
tartışması için bileşiklerin oluşum entalpileri ve
elastik sabitleri hesaplandı. Bütün bileşiklerin
negatif oluşum entalpisine sahip oldukları ve elastik
sabitlerin de kararlılık şartlarını sağladıkları, bu
nedenle bütün bileşiklerin termodinamik ve
mekanik kararlı oldukları görüldü. En düşük oluşum
entalpisinin (-0.30 eV/atom) ReB3 bileşiğine ait
olduğu, Os atomunu Re ve W atomu ile
değiştirmenin yapıyı daha kararlı hale getirdiği
tespit edildi. Ayrıca, Re ve W atomu ile oluşturulan
yapıların
elastik sabitlerinin
ve
mekanik
özelliklerinin OsB3’ten daha iyi (daha yüksek)
olduğu belirlendi. Band yapılarından ve kısmi
durum yoğunluğu eğrilerinden, Fermi seviyesini
kesen bandlardan ve sıfırdan farklı durum
yoğunluğundan dolayı bütün bileşiklerin metal
oldukları tespit edildi.
OsB3
Diğer taraftan, sunulan bileşiklerin bağlanma
karakterleri incelendi: 2-tip B-B bağının ve 1-tip BX bağının pozitif Mulliken popülasyonuna sahip
olduğu bulundu. Bu bağlar dikkate alınarak, XB3
(X=Os, Re ve W) bileşiklerinin sertlikleri sırasıyla
33.8, 33.9 ve 32.9 GPa olarak hesaplandı. Sertlik
değerlerinin birbirlerine yakın oldukları, daha uzun
olan B-B bağlarının B-X bağlarından daha sert
oldukları görüldü.
Şekil 1: OsB3’ün kristal yapısı (üstte) ve hesaplanmış
3D elektron yoğunluğu (altta)
Bu çalışmada, OsB3 bileşiğindeki Os atomunun Re
ve W atomuyla yer değiştirilmesi sonucu elde edilen
XB3 (X=Os, Re ve W) bileşiklerinin yapısal,
elektronik ve mekanik özellikleri yoğunluk
fonksiyonel
teorisi
kapsamında,
GGA-PBE
Kaynakça
1. Z.-W. Ji, C.-H.Hu, D. –H. Wang, Y.Zhong, J.Yang, W.-Q. Zhang, H.-Y. Zhou, Acta Materialia 60, 42084217 (2012).
2. M. Zhang, H. Yan, G. Zhang, H. Wang, Journal of Physical Chemistry C 116, 4293-4297 (2012).
P21
OsB3 Bileşiğinin Basınç Altında İlk-Prensiplerle İncelenmesi
Sezgin Aydın1, Aynur Tatar1, Yasemin Öztekin Çiftci1
1
Süper sert materyaller aşındırma, parlatma, kesici
araçlar ve koruyucu kaplamalar gibi uygulamalarda
önemli endüstriyel uygulamalara sahiptirler [1].
Yeni bir süpersert malzeme dizayn etmenin
yollarından biri geçiş-metallerinin B, C ve N gibi
hafif elemenetlerle yaptığı bileşikleri araştırmaktır.
Osmiyum boritler (OsB, OsB2, Os2B3, Os2B5, OsB3,
OsB4) bu tarife çok iyi uyarlar ve farklı kristal
yapılarının (özellikle OsB2) iyi mekanik davranışlar
sergilediği gösterilmiştir [2].
Bu çalışmada, OsB3 bileşiğinin basınç altında
yapısal, elektronik ve mekanik özellikleri yoğunluk
fonksiyonel
teorisi
kapsamında,
GGA-PBE
aralıklı k-nokta değerleri ile CASTEP paket
Hesaplanan örgü parametrelerinin basınçla değişimi
incelendiğinde, a-parametresinin basınca cparametresinden daha duyarlı olduğu, yapısal
parametrelerin basınçla geleneksel davranışa uygun
bir şekilde azaldığı görüldü (Şekil 1). Diğer taraftan,
her bir basınçta bulk, shear ve Young modülleri,
ayrıca sertlikleri hesaplandı ve basınçla hemen
hemen düzgün olarak arttıkları tespit edildi (Şekil
1).
Ek olarak, bileşiğin basınç altındaki bağlanma
doğası araştırıldı. Optimize yapıda 2-tip B-B
bağının ve 1-tip B-Os bağının pozitif popülasyon
değerine sahip olduğu, yani yapıdaki bağlanmanın
bu bağlardan kaynaklandığı, basınç arttıkça B-Os
bağının popülasyon değerinin hemen hemen 80
GPa’da sıfıra düştüğü, bağın kovalentliğinin
azaldığı ve iyonikliğinin arttığı sonucuna varıldı.
Bağ uzunlukları analiz edildiğinde, uzun karakterli
olan B-B bağının basınca diğer bağlardan daha
duyarlı olduğu tespit edildi.
Şekil 1: OsB3’ün yapısal parametrelerinin (üstte) ve
mekanik özelliklerinin basınçla değişimi (altta)
Kaynakça
1. Z.-W. Ji, C.-H.Hu, D. –H. Wang, Y.Zhong, J.Yang, W.-Q. Zhang, H.-Y. Zhou, Acta Materialia 60, 42084217 (2012).
2. Q. Gu, G. Krauss, W. Steurer. Advanced Materials 20, 3620 (2008).
P22
Hf2AX (A= Li, Mg, X= B, C ve N ) Bileşiklerinin
İlk Prensipler ile İncelenmesi
Aynur Tatar1, Sezgin Aydın1
Gazi Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü,06500, Ankara
1
Mn+1AXn bileşikleri hem metal hem de seramik
özellikleri sergilerler ve yüksek erime noktası,
yüksek dayanım ve mekanik özellikler, yüksek ısıl
ve elektriksel iletkenlik, yüksek sıcaklık oksitlenme
direnci gibi dikkat çekici özelliklere sahiptirler [1,
2].
Literatürde, Hf2AlC ve Hf2AlN gibi M2AX
bileşikleri çalışılmıştır. Bu çalışmada, Al atomu Li
ve Mg gibi alkali bir metal ile değiştirilerek,
Cr2AlC-tip kristal yapıya sahip Hf2AX (A= Li, Mg,
X= B, C ve N) bileşiklerinin yapısal, elektronik,
mekanik ve dinamik özellikleri yoğunluk
fonksiyonel
teorisi
kapsamında,
GGA-PBE
aralığa sahip k-nokta değerleri ile CASTEP paket
Hf2AX (A= Li, Mg, X= B, C ve N) bileşiklerinin
kararlılıklarını araştırmak için oluşum entalpileri,
elastik sabitleri ve fonon dispersiyon eğrileri
hesaplandı. Bütün bileşiklerin negatif oluşum
entalpilerinden, kararlılık şartlarını sağlayan elastik
sabitlerden ve pozitif fonon frekanslarından (Hf2LiB
hariç) dolayı termodinamik, mekanik ve dinamik
kararlı oldukları görüldü. Oluşum entalpileri
incelendiğinde,
azotlu
yapıların,
karbonlu
yapılardan, onların da borlu yapılardan daha kararlı
oldukları gözlendi.
Band yapılarından ve kısmi durum yoğunluğu
eğrilerinden, kararlı olan bütün bileşiklerin metalik
karakterde oldukları, Hf d-durumlarının ve X pdurumlarının baskın olduğu görüldü. Bileşiklerin
metallikleri araştırıldı ve borlu yapıların en yüksek
metalliğe, azotlu yapıların da en düşük metalliğe
sahip oldukları bulundu.
Şekil 1: Cr2AlC-tip kristal yapı
Kaynakça
1. H. Nowotny, Prog. Solid State Chem. 2, 27 (1970).
2. M. Dahlqvist, B. Alling, J. Rosen, Physical Review B 81, 220102(R) (2010).
P23
Ag/n-Si/p-AGIS/In Heteroeklem Yapısının Aygıt Özellikleri
Hasan Hüseyin Güllü1,3, Emre Coşkun1,2, Mehmet Parlak1,3
1
2
Fizik Bölümü, Orta Doğu Teknik Üniversitesi (ODTÜ), 06800, Ankara
Fizik Bölümü,, Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi, 17100, Çanakkale
Güneş Araştırmaları ve Uygulamaları Merkezi, (GÜNAM), ODTÜ, 06800, Ankara
3
Bu çalışmada, AgInSe2 ve AgGaSe2 üçlü yarı-iletken kalkopirit bileşik yapılarının dört elementli bileşiği olarak
Ag-Ga-In-Se (AGIS) polikristal yarı-iletken ince filmlerin aygıt özellikleri incelenmiştir. P-tipi AGIS ince
filmleri n-tipi Si (111) plaka üzerine Ag, Ga, In, Se elementel kaynaklarları kullanılarak katmanlı yapıda dört
kaynaklı termal buharlaştırma sistemi ile büyütülmüştür. Üretim süresince alttaş sıcaklığı 200°C’de sabit
tutulmuştur. Üretilen filmlerin elementel kompozisyonu EDS (Enerji Dağılımlı X-ışını Spektroskopisi)
kullanılarak Ag:Ga:In:Se = 25:10:15:50 olarak bulunmuştur. X-ışını kırınımı (XRD) ölçümleri sonucunda,
AGIS filmlerinde baskın yönelimin 25.60 derecedeki (112) düzlemi yönünde olduğu gözlenmiştir.
Ag/n-Si/p-AGIS/In katlı yapı üzerinde oda sıcaklığındaki detaylı aygıt özellikleri analizi yapılmıştır. Farklı
türden iki yapı ile oluşturulan eklem yapısı içerisinde aygıt parametreleri I-V ölçümleri ile belirlenmiştir.
Oluşturulan p-n eklem yapısı, 4-kat doğrultma çarpanı, 5.87 Ω seri direnç ve 1.37x104 Ω paralel direnç ile diyot
özelliği göstermektedir. Ayrıca, üretilen aygıt yapısının 300-1300 nm dalgaboyu aralığında spektral foto-tepki
ölçümleri yapılmıştır.
Kaynakça
1.
2.
3.
H. Karaagac, M. Kaleli, M. Parlak , “Characterization of AgGa 0.5In0.5Se2 thin films deposited by electronbeam technique”, J. Phys. D: Appl. Phys. 42 (2009) 165413
G. H. Chandra, O. M.. Hussain, S. Uthanna, B. S. Naidu, “Characterization of AgGa 0.5In0.5Se2 thin films”,
Vacuum 62 (2001) 39}45
M. Kaleli, M. Parlak and Ç Erçelebi, “Studies on device properties of an n-AgIn5Se8/p-Si heterojunction
diode”, Semicond. Sci. Technol. 26 (2011) 105013
P24
Cu-Zn-Sn-Te İnce Filmlerin Yapısal ve Optik Özelliklerinin İncelenmesi
Hasan Hüseyin Güllü1,2, İdris Candan1,2, Özge Bayraklı1,2, Mehmet Parlak1,2
1
2
Fizik Bölümü, Orta Doğu Teknik Üniversitesi (ODTÜ), 06800, Ankara
Güneş Araştırmaları ve Uygulamaları Merkezi, (GÜNAM), ODTÜ, 06800, Ankara
Cu-Zn-Sn-Te (CZST) ince film yapıları direk bant aralıklı yarı-iletken olup, soğurma katsayısı 104 cm-1 nin
üzerinde, yasak bant aralığı ise 1.45-1.60 eV civarındadır. CZST ince film tabanlı hücrelerin teknolojisi ağır
metalleri içermediği ve düşük maliyetli elementleri kullandığı için güneş enerji teknolojilerinde önemli bir
etkiye sahip olacağı düşünülmektedir. Bu çalışmada, CZST filmleri, Cu, Zn, Sn, Te elementel kaynakları
kullanılarak katmanlı olarak cam alttaş üzerine dört kaynaklı termal buharlaştırma sistemi ile büyütüldü. CZST
ince filmlerin üretim sonrası ısıl işleme bağlı olarak yapısal ve optik özellikleri üzerinde yoğunlaşıldı. Üretilen
CZST ince filmlerin kristal yapısını ve ikincil fazlarının incelemek için XRD (X-ışını kırınımı) ölçümleri
gerçekleştirildi. SEM (Taramalı Elektron Mikroskopu) ve EDS (Enerji Dağılımlı X-ışını Spektroskopisi)
kullanılarak filmlerin morfolojisi ve içerikleri incelendi. Ayrıca, UV/VIS/NIR spektrofotometresi kullanarak
elde edilen filmlerin soğurma katsayısı ve Eg yasak enerji aralığı bulundu.
Kaynakça
1.
2.
3.
I. Repins, C. Beall, N. Vora, C. DeHart , D. Kuciauskas, P. Dippo, B. To, J. Mann, W. C. Hsu, A. Goodrich,
R. Noufi, “Co-evaporated Cu2ZnSnSe4 films and devices”, Solar Energy Materials & Solar Cells 101 (2012)
154–159
D. B. Mitzi, O. Gunawan, T. K. Todorov, D. A. R. Barkhouse, “Prospects and performance limitations for
Cu–Zn–Sn–S–Se photovoltaic technology” , Phil. Trans. R. Soc. A, 371 (2013) 20110432
K. Wang, O. Gunawan, T. Todorov, B. Shin, S. J. Chey, N. A. Bojarczuk, D. Mitzi, S. Guhaa, “Thermally
evaporated Cu2ZnSnS4 solar cells”, Applied Physics Letters 97 (2010) 143508
P25
GaAsP/GaP Alaşımlarının Yapısal ve Optik Özelliklerinin İncelenmesi
Saime Şebnem Çetin*, Emine Boyalı, Yunus Özen, Süleyman Özçelik
Gazi Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, 06500 Ankara
Gazi Üniversitesi, Fotonik Uygulama ve Araştırma Merkezi,06500 Ankara
Optoelektronik uygulamalarda kullanılabilen farklı
kompozisyonlara sahip GaAs1-xPx yarıiletken
alaşımları, katı kaynaklı moleküler demet büyütme
(MBE) tekniği kullanılarak, SI-GaP alttaş üzerine
büyütüldü. Büyütülen numuneler K1, K2 ve K3
olarak isimlendirildi. Bu alaşımların, oda
sıcaklığında taşıyıcı yoğunlukları, Hall katsayıları
ve mobiliteleri; özdirenç, taşıyıcı yoğunluğu ve
taşıyıcı hareketliliği (mobilite) Hall Etkisi deneyleri
ile sıcaklığa bağlı (25-300K) olarak belirlendi.
K1
K2
K3
20
1
15
10
5
Büyütülen numunelerin yüksek çözünürlüklü X-ışını
-2 kırınım desenlerine LEPTOS yazılımı
kullanılarak simülasyon yapılması ile numunelerin
alaşım oranları (x), sırasıyla 0.32, 0.33 ve 0.50
olarak belirlendi. Numuneler için GaAsP tabakasına
ve GaP alttaşa ait pik pozisyonları, pik yarı
genişlikleri (FWHM), örgü parametreleri (a) ve
gerilme (strain) değerleri belirlendi.
K1
0
Şiddet (k.b.)
33.6
34.3
35.0
32.9
33.6
2(derece)
34.3
35.0
2(derece)
K3
GaP
Şiddet (k.b.)
GaAsP
32.9
33.6
34.3
4
5
Yarıiletken malzemelerde dielektrik fonksiyonun
(DF) davranışı, yapının elektronik geçişleri hakkında
detaylı bilgiler vermektedir. Dielektrik fonksiyonu,
yarıiletkende
bantlar-arası
geçişler
olarak
değerlendirilen kritik enerji noktaları hakkında
veriler içerir ve enerji bant yapısının açıklanmasında
kullanılabilir.
Numunelerin, Spektroskopik
Elipsometre (SE) ile 0.59-4.6 eV foton enerjisi
aralığına bağlı dilelektrik fonksiyonunun reel
kısmının (1) spektrumu elde edildi. Yapıların
bantlararası-geçiş
kenarlarının
kritik
nokta
enerjilerinden E0 kritik noktasının değişimi,
dielektrik fonksiyonunun reel kısmının ikinci türev
spektrumlarına “standart kritik nokta çizgi-şekli”
eşitliklerine en küçük kareler yöntemi ile fit edilerek
incelendi. Ayrıca, oda sıcaklığı fotolüminesans (PL)
ölçümleri sonucu elde edilen emisyon pik enerji
pozisyonları alaşım oranına bağlı olarak incelendi ve
SE verilerine yapılan analiz sonucu elde edilen
değerler ile karşılaştırıldığında değerlerin uyumlu
olduğu görüldü.
GaAsP
Şiddet (k.b.)
32.9
3
Şekil 2: Numunelerin dielektrik fonksiyonunun reel kısmı
GaP
GaAsP
2
Foton Enerjisi (eV)
K2
GaP
1
35.0
2(derece)
Teşekkür: Bu çalışma 111T655 nolu proje ile TÜBİTAK
ve 2011K120290 nolu proje ile KB (DPT) tarafından
desteklenmiştir.
Şekil 1: Numunelerin HRXRD kırınım desenleri
P26
Üç Alt Örgülü Ferro-Ferrimagnet Heisenberg Sistem için İnverted Histerisiz Döngüsü
Gülistan Mert
Selçuk Üniversitesi, Fizik Bölümü, 42075, Konya
Üç alt örgülü karma-spin Heisenberg ferro-ferrimanyetik sistemi, Green fonksiyon tekniği ile inceledik. Sistem,
bütün değiş-tokuş etkileşim pozitif olduğu zaman ferromanyetik, en az biri negatif olduğu zaman ferrimanyetik
özellik gösterir. Ferrimanyetik durum için, histerisiz döngüsünün sıcaklığa bağlılığını elde ettik. Kritik sıcaklığa
kadar bütün sıcaklıklarda histerisiz etki vardır. Zorlayıcı alan düşük sıcaklıklarda maksimumdur ve
kompansasyon sıcaklığında (Tkomp) sıfır olur. Sıcaklık arttıkça tekrar artar ve kritik sıcaklıkta sıfır olur.
Kompansasyon sıcaklığında meydana gelen sıfır zorlayıcı alanın nedeni alt örgülerdeki manyetik momentlerin
birbirlerini yok etmeleridir. Kalıcı manyetizasyonun ve zorlayıcı alanın negatif olduğu manyetik histerisiz
döngüsü inverted histerezis döngüsü olarak adlandırılır. İncelediğimiz sistemde Tkomp = 8.7 < T < T = 13.8
sıcaklıklar arasında inverted histerisiz döngüsü elde ettik. Bu negatif zorlayıcı alan, deneysel olarak Prusya
mavisi bileşiklerden olan üç alt örgülü Sm0.52IIIGd0.48III[CrIII(CN)6] ferro-ferrimagnet de gözlenmektedir.
P27
Metal Oksit Tabanlı Çift Katmanlı İnce Filmlerin Optik Sabitlerinin Elde Edilmesi
Sevcan ERCAN1, Tayyar GÜNGÖR2 ve Ebru GÜNGÖR2
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, Fizik Bölümü,15030 Burdur, TÜRKİYE.
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü,15030 Burdur, TÜRKİYE.
1
2
ZnO tabanlı çift katmanlı ince filmler, ITO film
kaplanmış taban üzerine ZnO ince filmlerin
ultrasonik kimyasal püskürtme tekniği ile uygun
hazırlama koşullarında biriktirilmesiyle elde
edilmiştir. Belirli molaritede ve film kalınlığında
elde edilen çift katmanlı filmlerin optik özellikleri
incelenmiştir. Biriktirme tekniği için kullanılan solgel; çinko asetat dihidrat (Zn(CH3COO)2.2H2O)
(%99.9, Merck) tuzu, uygun çözücülerle 60 dak.
karıştırılarak hazırlanmıştır. Film kaplama işlemi
için ısıtıcı taban üzerine alttaş ve ITO taban ardışık
olarak yerleştirilmiş ve eş zamanlı olarak ZnO,
ZnO/ITO ince filmler hazırlanmıştır. Üretilen
filmlerin optik geçirgenlik spektrumları, 300-900
nm dalgaboyu aralığında UV-Vis spektrofotometre
ile elde edilmiştir (Şekil 1). ZnO/ITO katmanlı ince
filmlerin kalınlıkları ve optik sabitleri (kırma indisi,
sönüm katsayısı), nokta tabanlı kısıtlamasız
minimizasyon algoritması ile belirlenmiştir.
Şekil 1: ZnO, ZnO/ITO ve ITO ince filmlere ait
deneysel olarak elde edilen optik geçirgenlik
spektrumları.
Şekil 2: ZnO, ITO ve ZnO/ITO ince filmlere ait
deneysel ve teorik olarak elde edilen optik
geçirgenlik spektrumları.
Film kalınlıkları, ZnO için 750nm, ITO için 110nm
olarak hesaplanmıştır (Şekil 2-3). Katmanlı olan
ZnO/ITO örnekteki tabaka kalınlıkları ise
795nm:115nm olarak hesaplanmıştır (Şekil 4).
Kullanılan iteratif yöntemle katmanlı filmlerin optik
sabitleri doğrudan hesaplanabilmiş ve tek katmanlı
filmlerin optik sabitleri ile uyumlu olduğu
görülmüştür.
Not: Bu çalışma, Mehmet Akif Ersoy
Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi
tarafından 110-NAP-10, 0172-NAP-13 ve 0173NAP-13 nolu projeleri ile desteklenmiştir.
P28
ZnO İnce Filmlerin Optik Bant Aralığının Eşik Dalgaboyu Yöntemiyle Hesaplanması
Ömer Ali Türkcan1, Aydın Yıldırımlar1, Tayyar Güngör2 ve Ebru Güngör2
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, Fizik Bölümü,15030 Burdur, TÜRKİYE.
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü,15030 Burdur, TÜRKİYE.
1
2
Bu çalışmada ultrasonik kimyasal püskürtme tekniği
kullanılarak ZnO film elde edilmiştir. Bunun için
uygun hazırlama parametreleri ile hazırlanan
başlangıç çözeltisi, sabit sıcaklıkta (400 C) tutulan
cam alttaş üzerine püskürtülmüştür. Uygun akış hızı
için elde edilen ZnO filmin optik sabitleri (kalınlık,
sönüm katsayısı vb.) 300-900nm dalgaboyu
aralığında UV-Vis bölgesinde elde edilen optik
geçirgenlik spektrumunun (Şekil 1) iteratif yöntemler
ile değerlendirilmesi ile belirlenmiştir. Yapısal
özellikleri için x-ışını kırınım desenleri incelenmiştir.
Bu desenlerde (002) tercihli yönelimin olduğu
görülmüş ve grain boyutu 43nm olduğu
belirlenmiştir.
Şekil 1: ZnO ince filme ait deneysel ve teorik olarak
elde edilen optik geçirgenlik spektrumları.
Klasik biçimde, malzemenin optik band aralık
değerleri, optik yansıma spektrumu ve/veya optik
geçirgenlik spektrumlarının kullanıldığı karmaşık
yöntemlerle (Swanepoel, vb.) hesaplanabilmektedir.
Optik soğurma katsayısının (α), foton enerjisi (hv) ile
değişimi Tauc ifadesi (α=A(hv-Eg)n/hv) yardımı ile
belirlenir. ZnO gibi direkt band aralığına sahip
yarıiletkenlerin n=1/2 olarak dikkate alınır. ZnO
filmin optik band aralığı, fotolüminesans (PL)
spektrumu (Şekil 2) ve optik soğurma ölçümlerinin
yanısıra eşik dalgaboyu yöntemi ile hesaplanmış ve
sonuçlar karşılaştırılmıştır. Bu kapsamda, eşik
dalgaboyu yöntemi ile optik band aralığının; optik
geçirgenlik spektrumunun dalgaboyuna göre ikinci
türevinin işaret değiştirdiği dalgaboyu (inf) değeri
yardımı ile doğrudan hesaplanabildiği gösterilmiştir
(Şekil 3). Sonuç olarak, PL ve eşik dalgaboyu
yöntemleri ile hesaplanan
optik band aralığı
değerleri (3.25 eV) birbiriyle uyum içindedir.
Şekil 2: ZnO filme ait PL spektrumu.
Şekil 3: ZnO ince filmin (d2T/d2) değişimi.
Not: Bu çalışma, Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi tarafından 110-NAP-10,
0172-NAP-13 ve 0173-NAP-13 nolu projeleri ile desteklenmiştir.
P29
Admittans Spektroskopisi ile Yarıiletken Eklemlerin Karakterizasyonu
Aydın Yıldırımlar1, Ebru Güngör2 ve Tayyar Güngör2
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, Fizik Bölümü, 15030, Burdur, TÜRKİYE
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü, 15030, Burdur, TÜRKİYE
1
2
Empedans spektroskopisi fizikte, kimyada ve
mühendislik uygulamalarında çok kullanışlı bir
karakterizasyon tekniğidir. Özellikle güneş pillerinde
tuzak yoğunluğu ve tuzak enerji seviyelerinin
belirlenmesinde kullanılmaktadır. Bununla beraber
sözkonusu sistemlerin frekansa bağlı analizleri ile
eşdeğer devre modellleri incelenebilir. Bu teknik,
birbirinden ayırt edilebilir iki zaman sabiti içeren
devrelerde veya birinin daha baskın olduğu
sistemlerde kullanılabilir. Özellikle tek zaman
sabitine sahip güneş pillerinde gözlenen yarı dairenin
merkezi, çapı ve orjinden olan uzaklığı gibi
parametreler önemlidir.
Şekil 1: Trony TMS 6060 model güneş piline ait ölçülen ve
hesaplanan admittans spektrumları.
Bu çalışmada karanlık ve aydınlık ortamlarda
Hengyang SC2509 model (Ref-1), Trony TMS 6060
(Ref-2) model ve no-name (Ref-3) güneş pilleri
üzerinde oda sıcaklığında admittans ölçümleri
gerçekleştirilmiştir (Şekil 1-3). Ref-1 numunesi için
C1 kondansatörüne paralel R direnci ve bunlara seri
bağlı kandonsatör konfigürasyonu, Ref-2 numunesi
için ise R direncinin kondansatörüne paralel
kombinasyonları gözlenmiştir. 45Hz-5MHz frekans
aralığında çalışabilen HIOKI model LRC metre ile
elde edilen admittans spektrumları Matlab programı
için yazılan kaynak kod ile değerlendirilmiştir. Elde
edilen spektrumların değerlendirilmesi ile söz konusu
yarıiletken eklemlerin eşdeğer devre modelleri elde
edilebilmektedir.
Şekil 2: SC2509 model güneş piline ait ölçülen ve
hesaplanan admittans spektrumları.
Not: Bu çalışma Mehmet Akif Ersoy
Üniversitesi Bilimsel Araştırmalar Birimi
tarafından 0156-YL-12, 110-NAP-10, 0172NAP-13 ve 173-NAP-13 numaralı projeler ile
desteklenmiştir.
Şekil 3: No-name model güneş pili için aydınlık- karanlık
admittans spektrumları.
Kaynakça
1. S. Ebrahim, “Impedance Spectroscopy and Equivalent Circuits of Heterojunction Solar Cell Based on nSi/Polyaniline Base”, Polymer Science Ser A. Vol 53, No 12, 1217-1226 (2011).
P30
Protein Crystallography: Beware of High Atomic Numbers (Z)
Mehmet Aslantas1 and Engin Kendi2
1
Physics Department, KSU, 46100 Kahramanmaras
Physics Engineering Department, Hacettepe University, 06800 Beytepe, Ankara
2
Heavy-atoms (including sulfurs) in protein crystals cause anomalous scattering when irradiated by Synchrotron
X-ray beams. Anomalous scatterers in protein crystals have the potential to generate phase information for
solving structures by SAD/MAD methods. In addition, metal sites having high atomic numbers (Z) and sulfurcontaining residues can be affected seriously by X-ray radiation damage because of their higher absorption
values. In this study, a detailed analysis of the coordination geometry of specific erbium-ion sites, its chemistry
with some amino acid residues (Asp, Asn and Glu) and the behavior of sulfur-containing amino acids (Cys and
Met) will be presented in protein structure as a function of total exposure time (s) and accumulated dose (Gy).
P31
InGaAs/GaAs Süperörgü Yapılarının Optik Özelliklerinin Belirlenmesi
H. İbrahim Efkere1,2,*, Gürkan Kurtuluş1,3, Emre Pişkin1,3, S. Şebnem Çetin1,3,
Tarık Asar1,3, Tuncay Karaaslan2 ve Süleyman Özçelik1,3
Gazi Üniversitesi, Fotonik Uygulama ve Araştırma Merkezi, 06500 Ankara, Türkiye
2
Erciyes Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, 38540 Kayseri, Türkiye
3
Gazi Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, 06500 Ankara, Türkiye
1
*[email protected]
Bu çalışmada, moleküler demet büyütme (MBE) yöntemiyle büyütülmüş iki adet p-i-n InGaAs süperörgü
yapısının optik özellikleri incelendi. Her iki numune MBE sisteminde aynı şartlar altında büyütüldü. GS262 ve
GS263 olarak isimlendirilen numuneler, sırasıyla yedi ve beş kuantum kuyulu olarak tasarlandı. n tipi GaAs
alttaşlar üzerine, alttaş kusurlarının epi-katmanlara etkisinin azaltılması amacıyla, 1000 nm kalınlıklı ve yüksek
katkılı n-GaAs tampon tabakası büyütüldü. Tampon tabakasının üzerine süperörgü yapıları 100 nm kalınlıklı iGaAs ve 20 nm kalınlıklı i-InGaAs olarak büyütüldü. Süperörgü yapılarının üzerine yüksek katkılı ve 2000 nm
kalınlıklı p-GaAs tabakası büyütülerek numunelerin üretim aşaması tamamlandı. Numunelerin üretiminden
sonra, optik özellikleri spektroskopik elipsometre (SE) ve fotolimünesans (PL) sistemleri belirlendi. SE
ölçümlerinden elde edilen veriler kullanılarak, GS262 ve GS263 numunelerinin dielektrik fonksiyonlarının
ikinci türevlerinin foton enerjisine göre değişim grafikleri çizilerek, Şekil 1’de verildi ve kritik nokta (CP)
enerji değerleri hesaplandı. CP enerjileri; GS262 numunesi için 0.771 eV, 1.030 eV, 2.633 eV, 2.887 eV ve
4,450 eV olarak, GS263 numunesi içinse 0.890 eV, 1.160 eV, 2.701 eV, 3.015eV ve 5.552 eV olarak
hesaplandı. PL ölçümlerinden belirlenen banttan banda geçiş enerjileri GS262 ve GS263 numuneleri için
sırasıyla 0,792 ve 0,938 eV olarak belirlendi. Bu enerji değerlerini kullanarak Vegard yasası denkleminden,
GS262 ve GS263 numunelerinin indiyum kompozisyon oranları (x), sırasıyla, %49 ve %36 olarak bulundu.
d2/dE2
E0
E0+0
E1+1
E1+1
E2
E1
0
0
GS262
0
1
E0
2
3
E0+0
d2/dE2
E1
4
5
2.8
E2
E1+1
E1+1
0
0
GS263
0
1
2
3
4
Foton Enerjisi (eV)
5
3.0
Foton Enerjisi (eV)
Şekil 1. GS262 ve GS263 numunelerinin dielektrik fonksiyonlarının ikinci türevlerinin foton
enerjisine göre değişimi (sağdaki grafiklerde bir örnek olarak E 1+1 kritik noktası için yapılan fit
deneysel değerler ile birlikte verilmiştir)
Teşekkür: Bu çalışma 2011k120290 nolu proje ile Kalkınma Bakanlığı ve FBY-11-3475 nolu BAP-Erciyes
Üniversitesi tarafından desteklenmiştir.
P32
Flouro Perovskite CsCdF3 Bileşiğinin Fiziksel Parametrelerinin Teorik Hesabı
Nihat Aydın1 , Fethi Soyalp1
Yüzüncü Yıl Üniversitesi Eğitim Fakültesi, OFMAE Bölümü, 65080, Van
1
Perovskite kristal yapıya sahip üçlü bileşikler ilginç
fiziksel özelliklerinden dolayı uzun zamandan beri
araştırma konusu olmuşlardır. Bu bileşiklerin
çalışılan fiziksel özellikleri arasında optik
özellikleri[1],
yüksek
sıcaklık
süperiyonik
özellikleri[2],
ferroelektrik
özellikleri,
antiferroelektrik özellikleri[3] ve süperiletkenlik
özelliklerini
sayabiliriz.
CsCdF3
bileşiğinin
luminesans ta uygulama alanı bulması bir çok
araştırmacının dikkatini çekmiştir[4]. Termal
genişleme katsayısı ve elastik özellikleri rapor
edildi[5]. Termal genleşme katsayısı ölçümlerinde
termal genleşme katsayısı sıcaklıkla düzgün bir
şekilde arttığı bu değişimde faz geçişi ifade eden bir
değişim olmadığı rapor edilmiştir[14]. Kübik
yapıdaki CsCdF3 bileşiği aynı gurupta bulunan
RbCdF3 ve TlCdF3 gibi diğer bileşiklere göre daha
kararlı bir yapıda olduğu rapor edilmiştir.
Bu çalışmada CsCdF3 bileşiğinin yapısal, elastik,
elektronik ve fonon özellikleri yoğunluk fonksiyonu
teorisine dayanan Pseudu-potansiyel metodu
kullanılarak Genelleştirilmiş Eğim Yaklaşımı ile
hesaplandı. Teorik olarak hesaplanan örgü sabiti
kullanılarak Yoğunluk Fonksiyonu Perturbasyon
Teorisi yardımıyla fonon dispersiyon eğrileri
hesaplandı. Bu çalışmada örgü sabiti a=4.54 Ǻ
olarak hesaplandı bu değer deneysel olarak
ölçülen[6] 4.45 Ǻ ile çok iyi uyum içindedir.
Tablo 1 de bu çalışmada hesaplanan ve başka
araştırmacılar tarafından hesaplanan ve deneysel
olarak
ölçülen
elastik
sabiti
sonuçları
karşılaştırılmıştır.
Bu
çalışmada
yapılan
hesaplamalar deney sonuçları ile çok iyi uyum
içindedir.
Tablo 1: CsCdF3 bileşiğinin hesaplanan taban
durum özellikleri
Bu
çalışma
GGA[6]
LDA[6]
Deney[5]
a(A)
4.54
B
59
B'
5.2
C11
104
C12
37
C44
23
4.56
4.39
4.45
53
75
79
4.9
4.9
3.8
105
150
107
27
38
40
27.7
27
25
Şekil 1: CsCdF3 için hesaplanan fonon dispersiyon eğrisi
Şimdiye kadar CsCdF3 bileşiği için dinamik
özellikler hesaplanmamıştır. Şekil 1 de hesaplanan
fonon dispersiyon eğrisi bütün simetri yönlerinde
verilmiştir. Buradan da görüldüğü gibi CsCdF3
bileşiği kübik yapıda kararlı bir kristal yapıdadır.
Kaynakça
1. Gerhard Hörsch, Hans J. Paus, "A new color center laser on the basis of lead-doped KMgF3", Optical
Communications 60, 69 (1986)
2. A. V. Chadwick, J. H. Strange, G. A. Ranieri, and M. Terenzi, " Studies of ionic motion in perovskite
fluorides ", Solid State Ionics 9, 555 (1983)
3. J. Julliard and J. Nouet, "Analyse radiocristallographique de la distorsion magnétostrictive
dans les antiferromagnétiques KCoF3, RbCoF3 et TlCoF3", Rev. Phys. Appl 10, 325 (1975)
4. B. Villacampa, R. Cases, V. M. Orera, and R. Alcala, "EPR and optical study of Ni2+ ions in CsCaF3 and
CsCdF3", Journal of Physics and Chemistry of Solids 55, 263 (1994)
5. M. Rousseau, J. Y. Gesland, J. Julliard, J. Nouet, J. Zarembowitch, and A. Zarembowitch,
"Crystallographic, elastic, and Raman scattering investigations of structural phase transitions in RbCdF 3
and TlCdF3", Phys. Rev. B 12, 1579 (1975)
6. G.Vaitheeswaran, V. Kanchane, R.S. Kumar, A.L. Cornelius, M.F. Nicol, A. Svane, N.E. Christensen, O.
Eriksson "High-pressure structural study of fluoro-perovskite CsCdF3 up to 60 GPa:A combined
experimental and theoretical study" 81, 075105 (2010)
P33
InAs/GaAs için Biçimsizlenme Potansiyellerinin Kuramsal Hesabı
Aslı Çakan, Ceyhun Bulutay
Bilkent Üniversitesi, Fizik Bölümü, 06800, Ankara
GaAs içine gömülü şekilde büyütülen InAs kuantum
noktaları, son yıllarda spintronik ve kuantum bilişim
uygulamalarıyla önem kazanmıştır. Her iki malzeme
arasındaki örgü sabit farkı, ciddi gerinme (strain)
alanına yol açmakta, ve bu durum hem elektron hem
de dörtkutup çiftleniminden (quadrupolar coupling)
dolayı çekin spinlerini etkilemektedir.
Bu çalışmanın başlıca amacı, bu iki kristalin
biçimsizlenme
(deformation)
potansiyellerinin
hesaplanması, ve bu sayede kullanılacak olan
elektronik bant yapısının gerilim altında ne derece
güvenilir olduğunun saptanmasıdır. InAs ve GaAs
kristallerinin elektronik yapısı, yarı deneysel sankipotansiyel
yöntemiyle
(semiempirical
pseudopotential method) hesaplanmıştır [1].
Şekil 1: Hidrostatik ve çift eksenli gerilim altındaki InAs
(düz) ve GaAs (kesikli) kristallerinin biçimsizlenme
potansiyellerinin değişimleri.
Hidrostatik gerilim altında, değerlik bant kaymasını
temsil eden biçimsizlenme potansiyeli
Tablo 1: Hesaplarımızın deney ile karşılaştırılması.
a, b ve d 0.01 gerinme altında hesaplanmıştır.
GaAs
E gap (eV)
me* /m0
*
hh
m [100] /m0
*
mhh
[111]/m0
*
mlh [100]/m0
a
InAs
Hesap
Deney
Hesap
1.53
1.52
0.39
0.42
0.064
0.067
0.022
0.023
0.34
0.40
0.39
0.35
0.90
0.57
0.96
0.85
0.089
0.082
0.028
0.026
 Egap
( S11  2S12 ) X
,
[001] doğrultusu boyunca uygulanan çift eksenli
gerilim altında değerlik bant ayrımını temsil eden
Deney
b
 E001
( S11  S12 ) X
,
ve [111] doğrultusu boyunca uygulanan çift eksenli
gerilim altında
-7.54
-8.33
-5.41
-5.7
a (eV)
-2.28
-1.7
-1.13
-1.7
b (eV)
-3.59
-4.8
-2.38
-3.1
d (eV)
Yarıiletkenlerin elektronik bant yapıları gerilim
(stress) altında değişime uğrarlar ve gerinmeden
dolayı kristal yapının bozulması enerji seviyelerinde
izini gösterir. Bu değişimleri betimleyen parametreler
biçimsizlenme potansiyelleri olarak tanımlanır.
Hidrostatik gerilme sadece enerji seviyelerini
kaydırırken, tek ve çift eksenli gerilimler bant
çakışıklıklarını kaldırır.
d
3 E111
,
S44 X
parametreleriyle ifade edilir. Burada X (dyn/cm2)
gerilim büyüklüğünü, S11, S12 ve S44 (cm2/dyn)
esneklik katsayılarını
ve
(eV) enerji
E
kaymalarını temsil eder. Şekil 1 ve Tablo 1'de verilen
sonuçlarımız, kullanılan EPM bant yapısının gerilim
altında deneyle makul bir uyumda olduğunu
göstermektedir.
Teşekkür: Bu çalışma TÜBİTAK tarafından 112T178 No’lu proje kapsamında desteklenmektedir.
Kaynakça
1.
A. J. Williamson, L. W. Wang, and Alex Zunger, " Theoretical interpretation of the experimental electronic
structure of lens-shaped self-assembled InAs-GaAs quantum dots", Physical Review B, 62, 19 (2000) .
P34
Boyutta Dirac Denkleminin Süper-simetrik Kuantum Mekaniği Yöntemleri ile
İncelenmesi
Şilan Nayır1 , Özlem Yeşiltaş2
1
2
Gazi Üniversitesi, Fen Fakültesi Fizik Bölümü, 06500 Teknikokullar, Ankara
Gazi Üniversitesi, Fen Fakültesi Fizik Bölümü, 06500 Teknikokullar, Ankara
Grafen yüzeyi üzerinde hareket eden parçacıkların kütlesiz relativistik fermiyonlar olması sebebiyle bu
parçacıklar Dirac denklemini kullanılarak incelenirler. Biz bu çalışmada Fermi hızını konuma bağlı bir şekilde
alarak Dirac-Weyl denklemini yüzeye dik magnetik alanlarda inceledik. Momentum vektörü ayarını Dirac
denkleminde kullandıktan sonra iki boyutlu uzayda bileşenlerine uygun dönüşümlerle ayırdık ve sonuç
Hamiltoniyen sistemini Süper-simetrik kuantum mekaniğinin yöntemlerini kullanarak inceledik. Uygun
dönüşümlerle elde edilen Klein-Gordon-vari denklem kompleks Rosen-Morse potansiyeli için çözülerek olasılık
yoğunluğunun korunduğu gösterdik.
Kaynakça
O.Panella, P.Roy, “Bound state in continuum-like solutions in one-dimensional heterostrunctures”,
Physics Letters A, 376 (2012) 2580-2583
6. F.Darabi, S.K. Moayedi, A.R.Ahmadi " Exact Solutions of Dirac Equation on (1+1)-Dimensional Spacetime
Coupled to a Static Scalar Field", Int J Theor Phys, (2010). 49: 1232-1235
7. Fred Cooper,Avinash Khare,Uday Sukhatme ,Süpersymmetry İn Quantum Mechanics,Word scientific
5.
P35
Temperature Effects on Structures, Morphologies and Phase Change of NbN Films
Deposited by PLD
Ashraf H. Farha1, Ali O. Er2, Yüksel Ufuktepe3, and Hani E. Elsayed-Ali1
1
Electrical and Computer Engineering &2Department of Physics, Old Dominion University, Norfolk VA 23529
3
Department of Physics, Cukurova University, 01330 Adana, Turkey
Niobium nitride (NbN) films were deposited on Nb using pulsed laser deposition (PLD), and the effect of
substrate deposition temperature on the preferred orientation, phase, and surface properties of NbN films were
explored by x-ray diffraction (XRD), and atomic force microscopy (AFM). It was found that the substrate
deposition temperature has a significant influence on properties of the NbN films, leading to a pronounced
change in the preferred orientation of the crystal structure and the phase. We find that substrate temperature is a
critical factor in determining the phase of the NbN films. For a substrate temperature of 650 oC 850 oC, NbN
formed the cubic δ-NbN phase formed with a mix of β-Nb2N hexagonal phase. With an increase in substrate
temperature, NbN layers became β-Nb2N single phase. Essentially, films with a mainly β-Nb2N hexagonal
phase were obtained at deposition temperatures above 850 oC. Surface roughness and crystallite sizes of the βNb2N hexagonal phase increased as the deposition temperatures increased.
P36
boyutta Dirac Denklemi ve Kanonik Nokta Dönüşümleri
Özlem Yeşiltaş 1 , Kubilay Durmuş 2
1,2
Gazi Üniversitesi Fen Fakültesi Fizik Bölümü 06500 Teknikokullar, Ankara.
Bu çalışmada, grafen için Dirac-Weyl denklemini (2+1) boyutta düz uzay-zamanda sabit Fermi hızı kullanarak
inceledik. Bilindiği gibi SO(2,1) simetri cebri Coulomb, Morse gibi potansiyellere uygulanabilmektedir.
Süpersimetri cebri olarak da bilinen bu cebir ile Dirac-titreşici, Dirac-Coulomb ve Dirac-Morse problemlerini
grafene uygulayarak kanonik nokta dönüşümler ile SO(2,1) cebrini grafen sistemlerine genişletmiş olduk.
Ayrıca çalışmamızda sistemlerin tam çözümlerini de elde ettik.
P37
n-tipi InSe ve InSe:Sn Tek Kristallerinin Lineer Soğurma Katsayılarının,
Tavlama Süresine Göre Değişimi
Burcu Akça, Salih Erzeneoğlu, Bekir Gürbulak
Atatürk Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, 25040, Erzurum
Bu çalışmada Bridgman/Stockbarger metoduyla büyütülmüş n-tipi InSe ve InSe: Sn tek kristallerinin lineer
soğurma katsayılarının, tavlama süresine göre değişimleri incelenmiştir. Bu kristallerin yapısal ve örgü
parametreleri X-ışını kırınım yöntemi (XRD) ve enerji ayırımlı X-ışını tekniği (EDX) kullanılarak analiz
edilmiştir. InSe ve InSe:Sn tek kristallerinin hegzagonal yapıda oldukları ve 2θ pik değerinde birbirlerine
oldukça yakın değerler aldıkları tespit edilmiştir.
Aktif çapı 3,91 mm, aktif alanı 12 mm2 ve 5,9 keV’ de FWHM’ u 160 eV olan bir Si(Li) detektör kullanılmıştır.
Çalışmaya başlamadan önce en iyi verimin elde edileceği voltaj değeri belirlenmiştir. Kullanılan Si(Li) detektör
için bu değer yaklaşık olarak -430 volttur. Deney süresince sayaç kristali ve FET 30 litrelik bir sıvı azot kabında,
sıvı azot sıcaklığında tutulmuştur. Detektör dış ortamdan gelebilecek yüzey kirlenmelerini önlemek için 0,025
mm kalınlığında bir berilyum pencere ile koruma altına alınmıştır. Detektörün laboratuvar içindeki konumu
mümkün olduğunca az saçılmış
-ışını alacak şekilde belirlenmiştir. Ölçü alma süresince çevresel
koşulların olabildiğince değiştirilmemesine dikkat edilmiştir. Deneyde şiddeti 100mCi olan Am-241 radyoaktif
kaynağının 59,5 keV enerjili fotonları kullanılmıştır. Çalışmamızda sayma sistemi olarak enerji ayırımlı X-ışını
spektrometresi (EDXRF) kullanılmıştır. Camberra DSA-1000 spektrum analizörü 4096 kanala ayarlanarak 600
saniyelik sayımlar numuneli ve numunesiz olarak en az üç kez tekrarlanmıştır ve ortalamaları alınmıştır. Alınan
ölçüler MATLAB-R2007a programında işlenerek OriginPro 7.5 programına aktarılmıştır ve foton şiddet alanları
hesaplanmıştır. Daha sonra grafikler için OriginPro 8.0 programı kullanılmıştır.
Tavlama süresinde 0 dakikadan başlayarak 10 dakika artışlarla 60 dakikaya, tavlama sıcaklığında ise 50 den
başlayarak 50 artışlarla numunelerin yandıkları en son sıcaklığa çıkılmıştır. Tavlama sıcaklığı InSe için 300
iken, InSe:Sn için 350 olarak belirlenmiştir. n-tipi InSe ve InSe:Sn tek kristallerinin kalınlıkları 638 μm’dir. ntipi InSe ve InSe: Sn tek kristallerinin lineer soğurma katsayıları (μ), Beer-Lambert yasası (
kullanılarak hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar grafiksel olarak verilmiştir.
P38
Tam Sayı Olmayan Boyutlu Uzayda
Fröhlich Polaronu
Gözde Özbal, R. Tuğrul Senger
İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Fizik Bölümü, 35430 Urla, İzmir
Polaron, bir ortamın fononları ile etkileşim içinde
olan elektronu tanımlayan sanki-parçacıktır. Büyük
polaronun mikroskopik tanımı, tam çözümleri kabul
etmeyen Fröhlich Hamiltonyeni ile verilir. Bu
yüzden büyük polaronun temel durum enerjisi ve
etkin kütlesinin hesaplanmasında elektron-fonon
etkileşim sabitinin büyüklüğüne göre belirlenen
yaklaşım yöntemleri kullanılmaktadır. Polaronun,
bir dış potansiyel tarafından sınırlandırıldığı düşük
boyutlu sistemlerde temel durum enerjisi ve etkin
kütlenin artış gösterdiği bilinmektedir. Bu çalışmada
Fröhlich polaronu üzerindeki parabolik potansiyelin
getirdiği sınırlama derecesi miktarının, geleneksel
Euclid uzayından farklı olarak, tam sayı olmayan
boyutlu uzayda belirlenmesi ele alınacaktır. Bu
amaç doğrultusunda öncelikle, elektron-fonon
çiftlenim sabitinin büyük olduğu durumlar için
varyasyonal metot kullanılarak [1], levha ve tel
benzeri geometri formunu veren sınırlama
potansiyelinin parametreleri cinsinden, temel durum
enerjisi ve etkin kütlenin değişimi hesaplandı. Daha
sonra aynı yaklaşım çerçevesinde tam sayı olmayan
boyutlu uzay cebiri [2] uygulanarak polaron
problemi izotropik D-boyutlu uzayda çözüldü.
Burada, etkin boyut parametresi D, levha geometrisi
için 3ten 2ye, tel geometrisi için 3ten 1e kadar
kesintisiz değiştirildi.
İki hesaplamadan elde edilen polaronun temel
durum enerjisi ve etkin kütlelerinin eşlenmesiyle,
verilen sınırlama ve malzeme parametreleri için
polaronun etkin boyut parametresi hesaplandı.
Şekil 1: Güçlü çiftlenim limitinde etkin boyut
parametresi D’nin, parabolik sınırlama potansiyeli
parametresi Ω ile değişimi. a) levha benzeri geometri
b) tel benzeri geometri.
Kaynakça
1. T Yildirim and A Ercelebi. The grounds-state description of the optical polaron versus the effective
dimensionality in quantum-well-type systems. Journal of Physics: Condensed Matter, 3(10):1271, 1991.
2. Frank.H.Stillenger. Axiomatic basis for spaces with noninteger dimension. J. Math.Phys., 18:1224–1325,
1977.
P39
Grafen Yapıların Karbon Oksit (COX) Ortamında Duyarlılıklarının İncelenmesi
Irmak Karaduman1, Engin Er2, Hüseyin Çelikkan2, Selim Acar1
Gazi Üniversitesi Fizik Bölümü, 06560, Ankara
Gazi Ünivesitesi, Kimya Bölümü, 06560, Ankara
1
2
Son yıllarda dünyada ve ülkemizde artan sosyal faaliyetler, kalabalık insan kitlelerinin kapalı mekanlarda uzun
süre bir arada bulunmaları, yanma işlemleri sırasında yanmanın tam gerçekleşmemesi sonucu açığa çıkan zararlı
gazlar gibi etkenler çevreyi kirletmekte bundan dolayı insan sağlığı da etkilenmektedir. Yaşanılan ortamın hava
kalitesinin iyi olması sağlık açısından çok önemli olduğundan bilim insanları çeşitli gaz sensörleri geliştirerek
havada bulunan zehirli gazların tespit edilmesi ve bunların bir takım yöntemlerle bertaraf edilmesi konusunda
yoğun bir şekilde çalışmaktadırlar.
Günlük uygulamalarda kullanılan gaz sensörlerinde de (SnO2) ısıtıcılar bulunmakta ve sensör sıcaklığını
(yaklaşık 500C) istenilen düzeye getirerek çalışma verimini yükseltmesi sağlanmaktadır. Çoğu gaz sensörlerinin
çalışma sıcaklığı oldukça yüksektir. Çalışma sıcaklığının yüksek olması, yüksek güç tüketimine ve yüksek
maliyete sebep olmaktadır. Son yıllardaki çalışmalarda oda sıcaklığında duyarlılık gösteren, düşük güç tüketimi
yapan sensörlerin geliştirilmesi hedeflenmektedir. Bu çalışmada Hummers metoduyla iki farklı grafen numune
üretildi. Üretilen numunelerin karbon dioksit gazlarına (karbonmonoksit-karbondioksit) karşı duyarlılıkları
incelendi. Grafen numunelerinin farklı sıcaklıklarda (300 K-320 K-350 K) ve farklı gaz konsantrasyonlarında
(1000 ppm-500 ppm-250 ppm-125 ppm-50 ppm) zamana bağlı olarak elektriksel karakterizasyonu yapıldı.
Numunelerin CO ve CO2 gazlarına karşı 320 K sıcaklıkta duyarlılık gösterdiği tespit edildi.
P40
AL/AL2O3/p-Si Yapısının CO2 Gazı Altında Duyarlılıklarının İncelenmesi
Irmak Karaduman1, Nevin Demirel1, Özlem Barin1, Esra Yıldız2, Selim Acar1
1
Gazi Üniversitesi, Fizik Bölümü, 06560, Ankara
Hitit Üniversitesi, Fizik Bölümü, 19030, Çorum
2
Ev, iş yeri ve sanayi ortamlarındaki kirliliğin etkili ve şiddetli sağlık problemleri meydana getirmesi, dünyada
özellikle gaz sensörü teknolojisi üzerinde yapılan çalışmaların artmasına neden olmuştur. Sağlık problemlerinin
yanı sıra, teknolojik ilerlemeler sonucunda sensörlerin; tıp, gıda ve zirai alanlarda kullanım alanlarının hızla
arttığı ve otomasyon çalışmalarında devrenin duyarlı noktasını oluşturduğu bilinmektedir. Özellikle, gıda
sektöründe seracılık faaliyetlerindeki otomasyon çalışmaları son yıllarda önem kazanarak artış göstermektedir.
Son yıllardaki çalışmalarda oda sıcaklığında duyarlılık gösteren, düşük güç tüketimi yapan sensörlerin
geliştirilmesi hedeflenmektedir.
Bu çalışmada atomik tabaka biriktirme metoduyla AL/AL2O3/p-Si yapısı üretilmiştir. Üretilen yapının CO2 gazı
ortamında gösterdiği duyarlılıklar incelenmiştir. Örneklerin çalışma sıcaklığını tespit edebilmek amacıyla 2000
ppm sabit gaz konsantrasyonlarında farklı sıcaklıklarda CO2 gazı için ölçümler yapılmıştır. Ölçümler, 350 K,
375 K, 400 K ve 450 K’ de yapılmıştır. Numune CO2 gazının için 300K sıcaklığında bir duyarlılık
göstermemiştir. Ölçülen sıcaklık aralığında sıcaklık arttıkça duyarlılık artmış, 450 K de maksimum duyarlılık
göstermiştir.
P41
Li2XY (X=Au, Cu; Y=Ge, Sb) Bileşiklerinin Yapısal, Elektronik ve Elastik
Özelliklerinin Teorik Olarak İncelenmesi
A. Kaffashina1, Ş. Uğur1
1
Gazi Üniversitesi, Fizik Bölümü, 06500, Teknikokullar, Ankara
Bu çalışmada yoğunluk fonksiyonel teorisine dayalı düzlem dalga, sanki-potansiyel yöntemi kullanılarak kübik
L21 yapıdaki Li-tabanlı üçlü Heusler alaşımlarının, yapısal, elektronik ve elastik özellikleri araştırıldı. Net
manyetik momenti olmayan Li2XY (X=Au, Cu; Y= Ge, Sb) alaşımlarının yapısal parametreleri (örgü
parametreleri, yığın modülü, yığın modülünün basınca göre birinci dereceden türevi) hesaplandı. Bu
parametreler ikinci dereceden elastik sabitlerini hesaplamak için kullanıldı. Temel simetri yönleri boyunca
bütün alaşımlar için elektronik bant yapısı, kısmi ve toplam durum yoğunluğu eğrileri çizildi ve metalik özellik
gösterdiği bulundu.
P42
V2GeC Bileşiğinin Yapısal, Elektronik, Elastik ve Mekanik Özellikleri Üzerinde
Ab-Initio Hesaplamaları
M. Altay1, K.Çolakoğlu1, G. Sürücü1
Gazi üniversitesi, Fizik bölümü, Teknikokullar,06500, Ankara TÜRKİYE
1
Bu çalışmada hegzagonal yapıdaki V2GeC MAX faz (194 - P63/mmc) bileşiğinin yapısal, elastik, elektronik,
mekanik ve örgü dinamiği özellikleri yoğunluk fonksiyoneli teorisi (DFT) ile incelendi. Hesaplamalarda
elektron-iyon etkileşimi için PAW (Projector-Augmented-Wave) düzlem dalga metodu kullanıldı. Değiştokuş korelasyon etkisinde genelleştirilmiş gradient yaklaşımı (GGA) kullanıldı. Yapı için örgü sabitleri, bulk
modülü, bulk modülünün türevi, elastik sabitleri, shear modülü, young modülü ve poisson oranı gibi temel
fiziksel parametreler hesaplandı. Hesaplanan özelliklerin daha önceki deneysel ve teorik değerlerle uyumlu
olduğu görüldü.
P43
Termodinamik Niceliklerin β-Quartz ve β-Crıstobalıte için Basınç ve Sıcaklığa Bağlılığı
M. Cem Lider1, Hamit Yurtseven2
1
2
Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fizik Bölümü, 06531, Ankara
Termal genleşme katsayısı (αp), izotermal sıkıştırılabilirlik katsayısı (ƘT) ve özgül ısı (Cp-Cv) nın basınç ve
sıcaklığa bağlılığı β-quartz için çalışılmıştır. Literatürden deneysel olarak gözlenen hacim (V) nin, 1 atm
sabit basınçta sıcaklığa ve sabit T=848 K de basınca bağlılığı analiz edilerek, Pippard bağıntıları ile α p, ƘT
and Cp-Cv değerleri elde edilmiş, (Cp-Cv) nin V.αp ye ve αp nin ƘT ye bağlılığı β quartz – β cristobalite geçişi
için açıklanmaya çalışılmıştır.
Burada, belirli sıcaklık ve basınç aralığında, Pippard bağıntılarından ortaya çıkan eğim dP/dT değeri βquartz ve β-cristobalite faz geçişi yakınlarındaki deneysel ölçümle tutarlılığı doğrulanmıştır.
Kaynakça:
1. Pierre Hudon, In-Ho Jung, Don R. Baker , “Melting of β- quartz up to 2 GPa and thermodynamic
optimization of the silica liquidus up to 6.0 GPa”, Physics of the Earth and Planetary Interiors 130, 159-174
(2002).
P44
Kübik L21 Yapıdaki Pd2TiX (X=Al, In) Heusler Alaşımlarının Yapısal,
Elektronik ve Elastik Özelliklerinin İncelenmesi
Ü. Bayhan1, M. Çivi2, Ş. Uğur3, G. Uğur3
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, Fizik Bölümü, 15030, Burdur
Arel Üniversitesi, Matematik ve Bilgisayar Bölümü, 34537, İstanbul
3
Gazi Üniversitesi, Fizik Bölümü,06500, Teknikokullar-Ankara
1
2
Bu çalışmada, Pd2TiX (X=Al, In) Heusler alaşımlarının yapısal, elektronik ve elastik özelliklerinin
belirlenmesinde yöntem olarak yoğunluk fonksiyonel teorisi kullanıldı. Bu teori içindeki değiş-tokuş korelasyon
fonksiyoneli olarak genelleştirilmiş gradiyent yaklaşımı seçildi. Elde edilen örgü parametreleri kullanılarak her
iki alaşım için elektronik bant yapısı ve durum yoğunluğu grafikleri çizildi. İkinci dereceden elastik sabitleri
hesaplanarak kendi aralarında kıyaslandı.
Teşekkür: Bu çalışma Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Bilimsel Araştırmalar Birimi tarafından (BAP)
0147-NAP-12 nolu proje ile desteklenmiştir.
P45
Tl4Ga3InS8 Kristallerinde Tuzak Merkezlerinin Termolüminesans
Ölçümleri ile Karakterizasyonu
Serdar Delice1 , Mehmet Işık2 , Enver Bulur1, Nizami Hasanli1
Atılım Üniversitesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 06836, Ankara
1
2
Tl4Ga3InS8 katmanlı kristallerin tuzak merkezi parametreleri termolüminesans (TL) ölçümleri kullanılarak 10200 K sıcaklık aralığında araştırıldı. TL eğrileri, 46 ve 125 K maksimum sıcaklık değerlerinde gözlemlenen
piklere karşılık gelen tuzak yapılarını karakterize etmek amacıyla analiz edildi. Çeşitli analiz yöntemleri
kullanılarak, tuzak merkezlerinin termal aktivasyon enerjileri belirlendi. Eğrilerin analizleri, elde edilen
tuzakların aktivasyon enerjilerinin EtA = 5 meV ve EtB = 28 meV olduğunu gösterdi. Ayrıca, farklı ısıtma hızı
metodu, termal temizleme yoluyla ayrıştırılan yüksek maksimum sıcaklık değerindeki pike (pik B) uygulandı
ve 26 meV’lik bir aktivasyon enerjisi belirlendi. Yüksek sıcaklıktaki pike karşılık gelen tuzak merkezinin
dağılımı da çalışmamızda incelenmiştir ve aydınlatma sıcaklığının 42 K’ den 80 K’ e kadar belirli aralıklarla
artırılmasıyla‚ aktivasyon enerjisinin 29 meV’dan 151 meV’a artış gösterdiği belirlenmiştir. Elde edilen TL
şiddeti-sıcaklık eğrisinin analizi, yavaş geri tuzaklanmaya dayalı teorik modele uyumluluk gösterdi. Çalışılan
kristale büyütme süresince herhangi bir katkılanma uygulanmadığından dolayı, gözlemlenen bu tuzak
merkezlerinin büyütme sırasında ortaya çıkan kusurlardan veya kasıtlı olarak eklenmeyen safsızlıklardan
kaynaklandığı düşünülmektedir.
P46
TmX ( X= S, Se, Te) Bileşiklerinin Yapısal, Elektronik, Elastik ve Titreşim
Özelliklerinin İlk-Prensipler Yaklaşımı ile İncelenmesi
A. Candan1, G. Uğur2, R. Ellialtıoğlu3
Ahi Evran Üniversitesi, Merkezi Araştırma ve Uygulama Lab. , 40100, Kırşehir
2
Gazi Üniversitesi, Fizik Bölümü, 06500, Teknikokullar-Ankara
3
Hacattepe Üniversitesi, Fizik Mühendisliği Bölümü, 06800, Beytepe, Ankara
1
Kübik yapıdaki TmX ( X= S, Se, Te) bileşiklerinin yapısal, elektronik, elastik ve titreşim özellikleri yoğunluk
fonksiyonel teorisi ve genelleştirilmiş gradiyent yaklaşımı kullanılarak araştırıldı. TmX (X= S, Se, Te)
bileşikleri için örgü sabiti değerleri bulunduktan sonra bu değerler elektronik, elastik ve fonon özelliklerini
hesaplamak için kullanıldı. Temel simetri yönleri boyunca elektronik bant yapısı ve durum yoğunluğu grafikleri
elde edildi. Ayrıca ikinci dereceden elastik sabitler elde edildi ve bu yapıda bütün bileşiklerin kararlı oldukları
bulundu. Fonon frekansları ise ilk defa bu çalışmada hesaplandı ve temel simetri yönleri boyunca çizildi.
P47
Yoğun Madde Fizi ği – Ankara Toplant ısı, Bilkent Üniversitesi, 20 Aral ık 2013
Tek Elektron Transistörlerde Zayıf ve Güçlü Elekton-Fonon Kuplajlarının
Etkileri
Berna Uyanık1 , Süleyman Bozdemir 1
1 Çukurova
Üniversitesi, Fizik Bölümü, 01330, Adana
Tek Elektron Transistörün (Single Electron Transistor -SET) MOSFET yerine kullan ılabilece ği anla şıldığından
beri SET ’lerde elektron taşınımı, akım ve iletkenliğin incelenmesi önem kazanm ıştır. SET’lerde lineer tepki
rejiminde akım
I=L 11 (t)V+ L 12 (t)ΔT
olarak yaz ılabilir. Burada L11 ve L 12 Onsager katsayılarıdır. Termogüç (Seebeck katsayısı) ise
L12 (t)
L11 (t) T
S
olarak yaz ılabilir. Bu teorik çalışmada Holstein Hamiltonyeni kullan ılmış, çift zamanlı Green fonksiyonlarının
iki boyutlu kartezyen gridde çözümünden Onsager katsayıları hesaplanmış ve daha sonra sıfır ve sonlu şiddete
elektron-fonon kuplajları için termog üç değerleri bulunmu ştur.
a)
b)
Şekil 1: Farklı sıcaklıklarda kuantum noktasının final seviyesine çıkarılmasıyla a) sıfır şiddetinde
b) sonlu şiddette elektron-fonon kuplajında ölçülen anlık termogüç
Şekil 1’de görüldüğü gibi Kuantum noktasının son seviyesine çıkarılmasıyla sıfır ve sonlu şiddette
elektron- fonon kuplajında ölçülen anlık termogüç farklı sıcalıklarda sıfırdan başlayıp dura ğan duruma
gelinceye kadar devam eder [1].
Termoelektrik malzemeler zay ıf elektron-fonon kuplajında verimli olabilirler [2]. Bu nedenle
SET’lerde kuantum noktası olarak termoelektrik materyal kullanıldığında oluşan iletkenlik salınımları ve
akımın incelenmesi önemlidir. Çalışmamızda SET’lerde organik termoelektrik materyallerin kuantum
noktası olarak kullan ıldığı durumlarda gate ya da bias voltajındaki ani de ğişimlerden sonra gözlenen için
akımın ve bu akıma ba ğlı termogücün incelenmesine devam edilmektedir.
Kaynakça:
1. Goker and B. Uyanik. Transient thermoelectricity in a vibrating quantum dot in Kondo regime. Physics
Letters A, 376(42–43):2735 – 2738, 2012.
2. Heng Wang, Yanzhong Pei, Aaron D LaLonde, and G Jeffrey Snyder. Weak electron-phonon coupling
contributing to high thermoelectric performance in n-type PbSe. Proceedings of the National Academy of
Sciences of the United States of America, 109(25):9705 –9, June 2012.
P48
Yarı İletken MgSiP2 Bileşiğinin Ab-İnitio Yöntem ile İncelenmesi
Belgin Koçak, Yasemin Öztekin Çiftci, Kemal Çolakoğlu
MgSiP2 bileşeği uzay grubu I 2d (D2d) olan, ilkel birim hücresinde sekiz atom bulunan cisim merkezli
tetragonal (chalcopyrite) yapıda kristalleşmektedir. Bu gruptaki bileşikler son yıllarda fotovoltaik uygulamalarda
kullanılabilecek alternatif bileşik olarak gösterilmektedir [1-3]. Bu çalışma boyunca yapılan bütün
hesaplamalarda yoğunluk fonksiyoneli teorisi kapsamında değiş tokuş korelasyon enerjisi için yerel yoğunluk
yaklaşımı (LDA) ve genelleştirilmiş gradyent yaklaşımı (GGA) olarak PW91 (Perdew ve Wang), PBE (PerdewBurke-Ernherzof), RPBE (revised Perdew-Burke-Ernherzof), PBEsol (modified Perdew-Burke-Ernherzof),
AM05 (Armiento-Mattson 2005) fonksiyonelleri kullanıldı. Hesaplanan örgü parametreleri a, c ve iç yer
değiştirme parametresi u için GGA-AM05 fonksiyonellinin deneysel çalışmalarla daha iyi uyumlu olduğu
görüldü. Bileşiğin incelenen elektronik bant yapısı ve durum yoğunluğu eğrilerinden Γ noktasında doğrudan
bant aralığına sahip yarı iletken bir malzeme olduğu belirlendi. Dikkate alınan bütün yaklaşımlar için ayrıca
elastik sabitleri ve ilgili mekaniksel nicelikler hesaplanmıştır. Kramers-Kronig eşitlikleri yardımıyla kırılma
indisi, sönüm katsayısı, yansıtma sabiti, enerji kayıp fonksiyonunun foton enerjisiyle değişimi incelendi. Elde
ettiğimiz sonuçların mevcut teorik çalışmalarla uyumlu olduğu görüldü. Temeli yoğunluk fonksiyonel
pertürbasyon teorisine (DFPT) dayanan PHONOPY kodu kullanılarak bileşiğin fonon dispersiyon eğrileri,
toplam ve kısmi durum yoğunlukları elde edilerek, I 2d (D2d) uzay grubunun bu bileşik için dinamik olarak
kararlı olduğu belirlendi. Elde edilen tüm sonuçlar mevcut literatür sonuçları ile karşılaştırıldı ve genellikle iyi
uyum gözlendi.
Kaynakça
1. V. L. Shaposhnikov, A. V. Krivosheeva, V.E. Borisenko, “Ab initio modeling of the structural, electronic, and optical
properties of AIIBIVCV2 semiconductors”, Physical Review B, 85, 205201 (2012).
2. M. V. Schilfgaarde, N. Newman, T. J. Peshek, T. J. Coutts, T. A. Gessert, “Mg-IV-V chalcopyrites in thin film tandem
photovoltaic cells”, Photovoltaic Specialists Conference (PVSC), 34th IEEE, 7-12 June 2009, Philadelphia.
3. F. Chiker, Z. Kebbab, N. Benramdane, “Chalcopyrite Semiconductors: New Materials For Solar Cell Energy”,
EFEEA’10 International Symposium on Environment Friendly Energies in Electrical Applications, 2-4 November
2010, Algeria.
P49
Gözenekli Silikon Üretimi ve Karakterizasyonu
Şafak Doğan, Nihan Akın, Ü. Ceren Başköse, Tofig Memmedli, Süleyman Özçelik
Gazi Üniversitesi Fen Fakültesi Fizik Bölümü, 05600 Ankara
Gazi Üniversitesi Fotonik Uygulama ve Araştırma Merkezi, 05600 Ankara
Yaklaşık 10 yıldır yapılan çalışmalarda mikron
boyutlarından nanometre boyutlarına değişen
nanokristal silikon çalışmaları dünya genelinde
yapılmaktadır(1,2,3). Bu konuya ilgi 1990larda
gözenekli silikondan görünür bölgede ışıma elde
edilmesi ile artmıştır(4). Gözenekli silikon ışıma
açısından verimsiz olan indirek enerji bant yapısına
sahip olan silikon yapılara dayandığından ilginç bir
malzemedir. Silikon, mikrolektronik endüstrisinde
kullanılan çok önemli bir malzemedir. Gözenekli
silikonda
ışımanın
keşfi
ile
beraber
mikroelektronikteki bu uygulamalar optoelektronik
uygulamalara doğru genişlemiştir. Bu çalışmada ıslak
aşındırma kullanılarak üretilen çeşitli gözenekli
silikon katmanları üretilerek yapısal ve optik
özellikleri araştırıldı. Üretilen gözenekli silikon
filmlerin,
fotolüminesans
özellikleri,
yüzey
morfolojileri ve kristal yapıları ayrıntılı bir şekilde
çalışıldı. Üretilen filmlerin emisyon piklerinin,
yapıdaki gözenekliliğe göre değişimi Şekil 1'de
verildi.
Şekil 2: Farklı koşullarda üretilen 3 numune
için 2-D, 3-D AFM ölçüm sonuçları
Gözenekli Si yapılarının yüzey morfolojisi atomik
kuvvet mikroskobu (AKM) ile incelendi. Alınan
AKM görüntüleri Şekil 2 ile verildi. AKM
görüntülerinden spesifik yüzey alanı ve gözeneklilik
yüzdesi, Şekil 3’de verilen şematik tasarım dikkate
alınarak hesaplandı. Üretilen filmlerin gözeneklilik
yüzdesi %49, %65 ve %72 olarak belirlendi.
şiddet (birimsiz)
%49 gözeneklilik
%65 gözeneklilik
%72 gözeneklilik
Şekil 3: Gözenekli Silikon Katmanların Şematik
Gösterimi
350
450
550
650
750
850
Hesaplanan
gözenekliliğin,
filmin
karakteristikleri üzerinde etkili olduğu tespit
Sonuç olarak gözeneklilik arttıkça,
spektrumda daha küçük dalga boylarına
kayma oluştuğu belirlendi.
950
dalgaboyu (nm)
Şekil 1: Farklı koşularda üretilen 3 numune için
gözenekliliğe bağlı olarak fotoluminesans
spektrumu
ışıma
edildi.
ışıma
doğru
Teşekkür: Bu çalışma 2011K120290 nolu proje kapsamında Kalkınma Bakanlığı tarafından desteklenmiştir.
Kaynakça
1. Fauchet, P. M., Behren, J., Hirschman, K. D., Tsybeskov, L., Duttagupta, S. P., “Porous Silicon physics and
device applications: a status report“, Phys. Stat. Solid.,165:3-13 (1998).
2. Lalic, N., Linnros, J.,”Characterization of a porous silicon diode with efficient and tunable
electroluminescence”, J. Appl. Phys., 80:5971-5976 (1996).
3. Vial, J. C., Herino, R., Billat, S., Bsiesy, A., Gaspard, F., Ligeon, M., Milahescu, I., Muller, F. , Romestain,
R., “Visible light emission from silicon: a quantum effect in highly porous materials”, IEEE Transactions on
Nuclear Science, 39:563-568 (1992).
4. Lazarouk, S., Jaguiro, P. , Katsouba, S. , Maiello, G. , La Monica, S., Masini, G., Proverbio, E., Ferrari, A.,
“Visual determination of thickness and porosity of porous silicon layers”, Thin Solid Films, 297:97-101
(1997).
P50
Hexagonal Type Ising Nanowire with Core/Shell Structure: The Phase Diagrams
and Compensation Behaviors
Yusuf Kocakaplan1, Ersin Kantar2
1
Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fizik Bölümü, 38039 Kayseri
2
Erciyes Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, 38039 Kayseri
The phase diagrams and compensation behaviors of a
mixed spin (1/2–1) hexagonal Ising nanowire with
core-shell structure are studied by using the effectivefield theory with correlations. The effects of the
interaction parameters and crystal field on the critical
behaviors of the system are investigated, in detail. It
has been found that the system shows first-order and
second order phase transition, and tricritical point.
Moreover, Q-, R-, S- and N-types of compensation
behaviors in the Neél classification nomenclature as
well as reentrant behaviors are observed in the system
[1].
Şekil 1: (Color online) Schematic representation
of hexagonal Ising nanowire. The blue and red
spheres indicate magnetic atoms at the surface
shell and core, respectively.
.
Kaynakça
1.
E. Kantar, Y. Kocakaplan “Hexagonal type Ising nanowire with core/shell structure: The phase diagrams
and compensation behaviors”, Solid State Communications 177, 1 (2014).
P51
Püskürtme Yöntemiyle Elektrokromik Nikel Oksit Film Elde Edilmesi
Turan Taşköprü1,2 , Muhsin ZOR1 , Evren Turan1
Anadolu Üniversitesi, Fizik Bölümü, 26470, Eskişehir
2
Çankırı Karatekin Üniversitesi, Fizik Bölümü, 18000, Çankırı
1
Nikel oksit filmler sahip oldukları kimyasal
dengeden dolayı çok iyi çalışılmış bir geçiş metal
oksittir. NiO filmler güneş pillerinde termal
absorblayıcı ve akıllı pencere gibi elektrokromik
uygulamalar için gelecek vaat eden bir
yarıiletkendir [1]. NiO kimyasal ve fiziksel birçok
yöntemle elde edilebilir [2]. Bu çalışmada NiO
film indiyum katkılı kalay oksit (ITO ) altlıklar
üzerine ultrasonik püskürtme yöntemiyle elde
edildi .Elde edilen filmlerin yapısal, morfolojik,
optik ve elektrokromik özellikleri analiz edildi.
Şekil 3 de filmin anodik reaksiyon sonucu
tamamen opak bir şekil aldığı görülmektedir. 10
döngü sonrası bile filmin kararlılığını koruduğu ve
filmde herhangi bir bozulma olmadığı görüldü.
Şekil 2: Anodik reaksiyon (sol) ve katodik reaksiyon
(sağ)
XRD analizi elde edilen filmin (111), (200), ve
(220) piklerine sahip Bunsenite NiO olduğunu
gösterdi.
Anadolu Üniversitesi, Anadolu Üniversitesi,
Üniversitesi,
Anadolu
Üniversitesi,
Üniversitesi,
Anadolu
Üniversitesi,
Üniversitesi,
Anadolu
Üniversitesi
Üniversitesi,
Anadolu
Üniversitesi,
Üniversitesi, Anadolu Üniversitesi
Filmin elektrokromik özelliği 0,5 M sulu alkaline
KOH çözeltisinde dögüsel voltametri (CV) ile
çalışıldı.
Anadolu
Anadolu
Anadolu
Anadolu
Anadolu
0.750x10-3
Şekil 3: Anodik reaksiyon (sol taraf)
0.500x10-3
i/A
0.250x10-3
Filmde anodik ve katodik reaksiyonların sonucu
oluşan renklenme ve beyazlamanın sırasıyla,
0
-0.250x10-3
-0.500x10-3
-0.750x10-3
-0.250
0
0.250
0.500
0.750
ve
1.000
E/V
Şekil 1: NiO filmin döngüsel voltametrisi
Döngüsel voltametri -0,2- 0,8 v araığnda 20 mV/s
oranla alındı. Şekil 1 de görüldüğü anodik ve
katodik pikler tam olarak belli olmamakla beraber
ölçüm sırasında anodik reaksiyonun 250 mV
civarında, katodik reaksiyonunda 90 mV civarında
gerçekleştiği görüldü (Şekil 2).
Şeklinde gerçekleştiği varsayılmaktadır.
Ultrasonik püskürtme yöntemiyle elde edilen nikel
oksit filmin anodik ve katodik elekrokromism
özelliği gösterdiği gözlendi.
Kaynakça
1.
2.
J.S.E.M. Svensson, C.G. Granqvist, Appl. Phys. Lett. 49 (1986) 1566.
H. Kamal et al. / Journal of Crystal Growth 262 (2004) 424–434
P52
Li, Na ve Mg Katkılı Amonyum Boran (XNH2BH3-NH3BH3, X=Li, Na, Mg)
Bileşiklerinin İlk-Prensiplerle İncelenmesi
Duygu Aktaş1, Sezgin Aydın1, Mehmet Şimşek1
1
Amonyum boran ve lityum amidoboran gibi
moleküller verimli hidrojen depolama potansiyeline
sahiptirler, o nedenle son zamanlarda çok çalışılan
ve ilgi gören moleküller arasındadırlar [1, 2].
Bu çalışmada, amonyum boran molekülünün
kendisi, 1 Li, 1 Na, 1 Mg ilave edilmiş durumları ve
2Li, 2Na ilave edilmiş durumları yoğunluk
fonksiyonel teorisi ile ultrasoft pseudopotansiyeller
kullanılarak, 3×3×3’lük k-noktalar ve 400eV kesilim
enerjisi ile CASTEP programıyla incelendi.
Yapıların geometrileri belirlendi, bağ uzunlukları ve
atomik yükleri hesaplandı. Elde sonuçlar kendi
içinde ve mevcut literatürdeki değerlerle
karşılaştırıldı.
Şekil 2: 2Li, 2Na ilave edilmiş optimize geometriler
Amonyum borandan 1 hidrojen koparılıp yerine ayrı
ayrı lityum, sodyum ve magnezyum eklendiğinde NX ve B-X bağ uzunluklarının arttığı, diğer bağ
uzunluklarının ise dört durumda da yaklaşık olarak
aynı kaldığı görüldü. N-X ve B-X bağlarının lityumlu
yapıda en kısa, sodyumlu yapıda en uzun olduğu
tespit edildi.
Amonyum borandan 2 hidrojen koparılıp yerlerine
lityum ve sodyum konulduğunda, 1 atom değişimi
yapılan duruma benzer şekilde, B-X ve N-X bağ
uzunluklarının değiştiği, diğer bağ uzunluklarının
yine aynı kaldığı gözlendi. Sodyumlu yapının
Lityumlu yapıdan daha uzun bağlara sahip olduğu
görüldü.
Ayrıca, 1-atom ve 2-atom değişiminin yapıldığı
durumlarda atomların yükleri hesaplandı, ağırlıklı
olarak X-atomlarının yük miktarlarında değişim
meydana geldiği tespit edildi. Söz konusu yük
transferleri sonucunda değişen hidrojen depolama
karakteristikleri ve reaksiyon verimlilikleri, yapıların
uygun hidrojen taşıyıcıları olduğunu göstermiştir.
Şekil 1: Amonyum boran molekülü ve 1Li, 1Na, 1Mg
ilave edilmiş optimize geometriler
Kaynakça
S. Swinnen, V. S. Nguyen, M. T. Nguyen, Chemical Physics Letters 517, 22-28 (2011).
X.,-L.Si, L.-X. Sun, F. Xu, C.-L. Jiao, F. Li, S.-S. Liu, J.Zhang, L.-F. Song, C.-H.Jiang, S.Wang, Y.-L. Liu,
Y.Sawada, International Journal of Hydrogen Energy 36, 6698-6704 (2011)
1.
2.
P53
Tek Katmanlı MoS2 ve WS2 Yüzeylerinin Oksitlenme Engelleyici NanoKaplama Malzemesi Olarak Kullanılması
Hüseyin Şener Şen1 , Engin Durgun1 , Hasan Şahin2 , F. M. Peeters2
UNAM-Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Merkezi ve Malzeme Bilimleri ve Nanoteknoloji Enstitüsü,
Bilkent Üniversitesi, 06800, Ankara, Türkiye
2
Fizik Bölümü, Antwerpen Üniversitesi, Groenenborgerlaan 171, B-2020, Antwerpen, Belgium
1
Nano ölçekte üretilen elektronik ve mekanik cihaz
yüzeylerinin oksitlenmesi ve yapısal bozunmaya
uğraması önemli sorun teşkil etmekte ve sistemlerin
üstün özelliklerini kaybetmelerine neden olmadan
koruyacak çok ince ve etkili kaplama malzemelerine
ihtiyaç duyulmaktadır [1]. Bu nedenle ideal nanokaplama sistemleri üzerine deneysel ve teorik
araştırmalar yoğun şekilde devam etmektedir.
hesaplanmıştır. Aynı analizler WS2 yüzeyi için de
tekrarlanarak
genişletilmiş
ve
sonuçlar
karşılaştırılmıştır. Beklentimiz ideal ve/veya kusurlu
tek katmanlı MoS2 ve WS2 yüzeylerinin kaplama
olarak kullanıldıklarında, altta kalan yüzey için
oksitlenme-aşınma direncini artırabileceği ve
böylece etkili bir nano-kaplama malzemesi olarak
kullanılabilecekleri yönündedir.
Bu çalışmada oksijenin tek katmanlı MoS2 ve WS2
yüzeyleri ile etkileşimi yoğunluk fonksiyoneli
kuramını temel alan ilk-prensip (ab initio)
simülasyon teknikleri kullanılarak incelenmiştir. İlk
olarak, yaptığımız hesaplar atomik oksijenin sülfür
atomuna üstten kuvvetli bir şekilde bağlandığını,
ancak oksijen molekülünün sistemle çok zayıf
etkileştiğini ortaya çıkarmıştır. Daha sonraki
aşamada oksijen atomunun ve molekülünün asılı ve
alt tabaka üzerinde bulunan MoS2 yüzeyi içinden
geçişi modellenmiş (Şekil 1), bu geçişlerin yüksek
enerji gerektirdiği saptanmıştır. Diğer bir ifadeyle,
oksijenin MoS2 katmanını aşıp alttaki sisteme nüfuz
etmesi için yüksek reaksiyon bariyerini aşması
gerekmektedir. MoS2 her koşulda ideal olarak
sentezlenememekte ve yapısında atomik kusur ve
boşluklar bulundurabilmektedir. Bu durumu göz
önünde bulundurarak sadece ideal MoS2 yüzeyi
değil, aynı zamanda olası kusur oluşumlarının (Mo,
S, Mo-S ve Mo-2S boşlukları) etkileri de
düşünülmüş, her durumda nüfuz için gerekli enerji
bariyeri ayrı ayrı hesaplanmıştır. Kusurlu yapılarda
reaksiyon bariyeri ideal duruma göre düşşe de halen
oksijenin geçişini engelleyecek kadar yüksek olarak
Şekil 1: Oksijen (a) atom ve (b) molekülünün, tek
katmanlı
MoS2
yüzeyinden
geçiş
aşamaları
gösterilmiştir. Mor, sarı, kırmızı ve yeşil küreler
sırasıyla Mo, S, O ve oksijenin bağlandığı S atomlarını
göstermektedir.
Kaynakça
1. S. Chen, L. Brown, M. Levendorf, W. Cai, S.-Y. Ju, J. Edgeworth, X. Li, C. W. Magnuson, A. Velamakanni, R. D.
Piner, J. Kang, J. Park, and R. S. Ruoff, Oxidation Resistance of Graphene-Coated Cu and Cu/Ni Alloy, 2011,
ACS Nano 5, 1321.
P54
Güneş Pili Uygulamalarında Soğurucu Katman Olarak Kullanılan Cu(In,Ga)Se
(CIGS) İnce Filmlerinin Üretimi ve Karakterizasyonu
İdris Candan1,2, Hasan Hüseyin Güllü1,2, Çiğdem Erçelebi1,2 ve Mehmet Parlak 1,2
Orta Doğu Teknik Üniversitesi,Fizik Bölümü, 06800, Ankara
Güneş Enerjisi Araştırma ve Uygulama Merkezi,(GÜNAM), ODTÜ, 06800, Ankara
1
2
Bu çalışmada, Cu(In,Ga)Se (CIGS) yarıiletken ince filmler ısısal buharlaştıma yöntemi ile elementel kaynaklar
kullanılarak cam alttaşlar üzerine üretildi. Üretilen numunelerin fiziksel özelliklerini iyileştirmek ve ısıl işlemin
film yapısına etkilerini incelmek amacıyla farklı sıcaklıklarda azot gazı atmosferinde ısıl işlem uygulandı. Film
içerisindeki elementlerin oranları ısıl işlem öncesi ve ısıl işlem sonrasında Enerji Dağılımlı X-ışını Analizi
(EDXA) yöntemi kullanılarak belirlendi. Isıl işlemin yapı içerisindeki element oranlarını değiştirdiği gözlendi.
Kristal yapı analizi ve faz tayini için X-ışın kırınımı (XRD) metodu kullanıldı. Numunelerin ısıl işlem
öncesinde ve sonrasında kristal yapıda olduğu görüldü. Isıl işlemi ile CIGS filmin 2θ’nın 27o civarındaki en
yoğun pikinin yönelimin (112) düzlemine doğru arttığı ve bu yönelimin baskın hale geldiği bununla beraber
yapının diğer piklerinin de belirginleştiği ve yoğunluklarının arttığı gözlendi. Elde edilen XRD sonuçlarındaki
en yoğun pikin FWHM değerlerinden Scherrer formulü kullanılarak ayrıca yapının parçacık büyükleri
hesaplandı.
Üretilen CIGS numunelerin tipini belirlemek için sıcak-uç (hot probe) yöntemi kullanıldı ve tüm numunelerin
p-tipi yapıda olduğu gözlendi.
Farklı sıcaklıklarda ısıl işlem uygulanmış CIGS ince filmlerin elektriksel özelliklerinin tayini için sıcaklık
bağımlı iletkenlik ölçümleri 100-420 K sıcaklık aralığında gerçekleştirildi. Numunelerin oda sıcaklığındaki
direç değerlerinin artan ısıl işleme ters orantılı olarak azaldığı ve 460 kΩ ile 90 kΩ aralığında değiştiği
gözlendi. Özdirenç değerlerinin ise 102 Ω.cm ile 28 Ω.cm aralığında ısıl işlem sıcaklığına bağlı olarak değiştiği
görüldü. Ayrıca elde edilen veriden çizilen ln(σ) ya karşı 1000/T grafiklerinden, her numune için farklı sıcaklık
bölgeleri ve bu bölgelerin aktivasyon enerjileri hesaplandı. Aktivasyon enerjisi değerlerinin 1.4 meV ile 69.3
meV arasında değiştiği gözlendi. Ayrıca 100-420 K sıcaklık aralığında gerçekleştirilen sıcaklık bağımlı
fotoiletkenlik ölçümleri yapılarak numunelerin ışık altında elektriksel özelliklerinin değişimi ve yapıda mevcut
bulunan tuzak seviyelerin doğası incelendi. Fotoiletkenliğin IPC α Φn kuvvet katsayısı şeklinde ışık
yoğunluluğuna bağımlılığınından Log (IPC) – Log (Φ) grafiği çizilerek eğiminden n değerleri hesaplandı. Bu
işlem ile elde edilen n değerleri fotoiletkenliğin doğası hakkında bize bilgiler vermektedir. Isısal işlem öncesi
ve sonrası için hesaplanan tüm n değerlerinin birden küçük olduğu (n<1) görüldü. Bu sonuçlar, üretilen tüm
numunelerin ısıl işlem öncesi ve sonrasında doğrusal-altı (sublineer) davranış gösterdiğini ve serbest
taşıyıcıların yaşam-süresinin (lifetime) artan ışık şiddetine ters orantılı olarak azaldığını söylemektedir.
Son olarak, üretilen numunelerin optik özelliklerini incelemek için dalga boyu bağımlı geçirgenlik değerleri
350 - 1100 nm aralığında ölçüldü. Elde edilen spektradan soğurma katsayısı ve yasak enerji band aralıkları
tespit edildi. Isısal işlem öncesi ve sonrasında numunelerin yasak enerji band aralık değerleri 1.34 eV ile 1.69
eV aralığında olduğu hesaplandı. Isısal işlemin tuzak seviyelerini değiştirerek yasak enerji bant aralığınının
sıcakla artışıyla orantılı olarak arttırdığı gözlendi.
P55
Hacimli Tek Kristal Ge Büyütülmesi ve Optik Karakterizasyonu
Yunus Çat*,Veysel Baran, Tarık Asar, S. Şebnem Çetin, Tofig Memmedli, Süleyman Özçelik
*[email protected]
Kızılötesi spektrumun orta (3-8 µm) ve uzun (8-15
µm) dalga boyu bölgesinde Ge tek-kristalli yüksek
optik geçirgenliğe sahiptir. Bu nedenle kızılötesi
görüntüleme sistemlerinde mercek veya optik
pencere olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada 102
mm kalınlığında (4") Sb katkılı (111) yöneliminde ntipi germanyum tek kristali, Gazi Üniversitesi
Fotonik Uygulama ve Araştırma Merkezi’nde kurulu
tek kristal büyütme tekniği olan Czochralski sistemi
ile büyütüldü. Büyütülen kristallerin dilimleme
işleminin ardından yapısal özelliği yüksek
çözünürlüklü X– ışını kırınımı tekniği (HRXRD),
optik geçirgenliği Fourier dönüşümlü kızılötesi
(FTIR) spektroskopi metodu ve kırılma indisi ise
Spektroskopik Elipsometre yöntemi ile incelendi.
Şekil 1’de elipsometri ölçüm sonucuna göre bulunan
kırılma indisi ve literatürdeki [1] değeri gösterildi.
Burada kırılma indisinin homojenliği uygun ve
literatürdeki değerle uyumlu olduğu görüldü.
47
46
45
T%
44
43
42
41
40
39
0
2
4
6
8
10
12
Şekil 2: Ge tek kristalinin optik geçirgenlik spektrumu
Kızılötesi geçirgenlik ölçümleri Fourier dönüştürücü
kızılötesi (FTIR) spektrometre cihazı kullanılarak
yapıldı. Ge tek kristali için optik geçirgenliğin dalga
boyuna göre değişimi Şekil 2'de verildi. Yaklaşık 212 µm aralığında optik geçirgenliğin >%45 olduğu
görülmektedir.
Bu sonuçlara göre, büyütülen Ge tek kristali kızıl
ötesi sistemlerde mercek veya optik pencere
kullanımına uygun olduğu değerlendirilmektedir.
6
5
4
n
14
Dalgaboyu , µm
3
2
1
model
literatur
0
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
2.2
Dalgaboyu (mm)
Şekil 1: Spektroskopik modelleme sonucunda elde
edilen kırılma indisi değişimi
Teşekkür: Bu çalışma 2011K120290 nolu proje kapsamında Kalkınma Bakanlığı ve MGEO-IA-2012-036nolu proje ile
ASELSAN tarafından desteklenmiştir.
Kaynakça
1. D.E. Aspnes, A.A. Studna, “Dielectric functions and optical parameters of Si, Ge, GaP, GaAs,
GaSb, InP, InAs, and InSb from 1.5 to 6.0 eV”, Phys. Rev. B, 27, 985-1009 (1983).
P56
İki Boyutlu Grafayn Yapılarının Dinamik ve Termodinamik Özellikleri
Nihan Kosku Perkgöz1 , and Cem Sevik2
Anadolu Üniversitesi, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü, 26555, Eskişehir
2
Anadolu Üniversitesi, Makina Mühendisliği Bölümü, 26555, Eskişehir
1
sentezlenebilmesi
yorumlanabilir.
Farklı hesaplama yöntemleri göstermiştir ki grafene
benzer olarak, grafayn (Bkz. Şekil 1) sıra dışı
elektronik özelliklere, mekanik sertliğe, termal
dirence ve çok yüksek iletkenliğe sahiptir.
Dolayısıyla, en az grafen kadar önemli fiziksel
özelliklere haiz olan bu grafayn malzemelerinin
deneysel olarak sentezlenebilmesi açısından fikir
verebilecek, dinamik ve termodinamik özelliklerinin
sistematik olarak incelenmesi son derece elzemdir.
Bu kapsamda, çalışmamızda farklı grafayn
- ve 6,6,12-grafayn)
elektronik, dinamik ve termodinamik özellikleri
temel prensipler yöntemi ve kuazi harmonik
yaklaşımı kullanılarak detaylıca incelenmiştir.
frekanslar gösterse de diğer tüm yapılar böyle bir
negatif davranış göstermemiştir. Hesaplanan
Grüneisen parametreleri ve doğrusal termal
genleşme katsayıları grafen ile karşılaştırıldığında
daha negatif davranışlar sergilemektedir. Bununla
birlikte öngörülen sabit basınç Gibbs serbest enerji
değerleri, bu sistemlerin grafene göre daha yüksek
formasyon enerjilerine sahip olduklarına işaret
etmektedir ve bu durum sistemlerin deneysel olarak
önünde
bir
engel
olarak
Şekil 1:
-, (b) - and (d) 6,6,12-grafayn
yapılarının şematik gösterimi. Köşegenler birim
hücreleri temsil etmektedir.
P57
Isıl İşlem Uygulanmış Nb2O5 İnce Filmlerin Optik ve Yapısal Özellikleri
Selen Demirel1,2 , Özlem Duyar Coşkun1
Hacettepe Ünivesitesi, Fizik Mühendisliği, 06800, Ankara
Hacettepe Ünivesitesi, Nanoteknoloji ve Nanotıp Anabilim Dalı, 06800, Ankara
1
2
Nb2O5 ince filmler, yüksek kırma indisine, görünür
ve yakın kızılötesi bölgede çok düşük optik
soğurmaya sahip olması sebebi ile son yıllarda
sıklıkla incelenen bir malzemedir [1-5]. Yüksek
kimyasal kararlılığı ve korozyon direnci gibi pek
çok özelliği ile geniş uygulama alanlarına sahip olan
Nb2O5 ince filmler, amorf ve kristal formlarının
sahip olduğu farklı elektrokromik özellikleri
nedeniyle son on yıldır yaygın olarak çalışılmaya
başlanmıştır.
Nb2O5 ince filmin optik ve yapısal özellikleri
sitokiyometrisine, kristal yapısına ve yüzey
pürüzlülüğüne güçlü bir biçimde bağlıdır. Isıl işlem,
ince filmin optik ve yapısal özelliklerinin
değiştirilmesinde önemli bir rol oynar. Isıl işlem ile
birlikte
malzemenin
sitokiyometrisi,
yüzey
pürüzlülüğü ve kristal formu değişir [5-6].
Bu çalışmada, Nb2O5 ince filmler RF magnetron
kopartma tekniği ile 300 oC alttaş sıcaklığında, 75W
plazma gücünde, yarıçapı 2'' olan Nb2O5 hedeften 6
ve 12 mTorr Argon gazı basıncı altında yüksek
sıcaklığa dayanıklı 1737F cam alttaş üzerinde
büyütülmüştür. Bu örnekler daha sonra atmosfer
koşullarında 400 – 700 oC aralığında ısıl işleme
maruz bırakılmıştır. Optik geçirgenlik ve yansıtma
değerleri örneğin aynı noktasından p ve s polarize
ışık için 350 – 1100 nm dalga boyu aralığında 30o
geliş açısında alınmıştır. Kırma indisi, sönüm sabiti
ve film kalınlığı değerleri optik ölçümlerin Kim
Osilatör Model ile uyuşum işlemine tabii tutulması
ile elde edilmiştir. Filmlerin yapısal özelliklerinin
incelenmesi için AFM, SEM ve XRD ölçümleri
alınmıştır.
Sonuçlar, Nb2O5 ince film 500oC’ de kristallenmeye
başladığını göstermektedir. İlk önce hegzagonal faz
(TT) oluşmuş, tavlama sıcaklığı 700oC’ ye
ulaştığında ise ortorombik faz (T) elde edilmiştir.
Şekil-1’ de verilen geçirgenlik eğrilerinde tavlama
sıcaklığının arttırılması ile geçirgenliğin önce arttığı,
daha sonra ise azaldığı görülmektedir. Bu durum
kristallenmeye
işaret
etmektedir.
Tavlama
sıcaklığının 400oC’ den itibaren arttırılmasıyla
filmlerdeki optik kayıp artmaktadır. Bu sırada
filmlerin
kırma
indisi
değerlerinde
artış
gözlenmiştir. Aynı zamanda tavlama ile optik bant
aralığının küçüldüğü görülmüştür. Bant aralığındaki
bu azalma, filmdeki oksijen-iyon boşluklarından ve
kristal faza geçişteki örgü genişlemesinden
kaynaklanmaktadır.
100
95
90
85
Geçirgenlik (%)
80
75
70
65
60
Büyütülmüs Hali
55
400 C' de tavlanan
50
500 C' de tavlanan
45
600 C' de tavlanan
40
700 C' de tavlanan
35
300
o
o
o
o
400
500
600
700
800
900
1000
1100
Dalga boyu (nm)
Şekil 1: 6 mTorr Argon basıncı altında 1737F cam
alltaş üzerinde büyütülmüş Nb2O5 ince filmin
tavlanmamış ve 400 – 700 oC aralığında tavlanmış
hallerinin geçirgenlik spektrumları
Teşekkür
Bu proje TÜBİTAK tarafından desteklenmektedir (Proje
No:111T252).
XRD
ölçümleri
için
SNTG
Laboratuvarına, AFM ölçümleri için Nanomagnetics’ e
teşekkürler.
Kaynakça
1. F. Richter, H. Kupfer, P. Schlott et al., “Optical properties and mechanical stresses in SiO2-Nb2O5 multilayers”,
Thin Solid Films 389, 278 (2001).
2. M. Lira-Cantu, F.C. Krebs, “Nb-TiO2/polymer hybrid solar cells with photovoltaic response under inert
atmosphere conditions”, Sol. Energy Matter. Sol. Cells 90, 2076 (2006).
3. H. Szymanowski, O. Zabeida, et al. “Optical properties and microstructure of plasma deposited Ta2O5 and
Nb2O5 films”, J. Vacuum Science and Technology A 23(2), 241 (2005).
4. F. Lai, L. Lin, Z. Huang, et al., “Effect of thickness on the structure, morphology and optical properties of
sputter deposited Nb2O5 films”, Applied Surface Science 253, 1081 (2006).
5. G. Agarwal, G. Reddy, “Study of surface morphology and optical properties of Nb 2O5 thin films with
annealing”, Journal of Materials Science: Materials in Electronics 16, 21 (2005).
6. S. Mujawar, A. Inamdar, C. Betty et al., “Effect of post annealing treatment on electrochromic properties of
spray deposited niobium oxide thin film”, Electrochimica Acta 52, 4899 (2007).
P58
Grafen’in Bi/GaAs(001)-α2(2×4) Yüzeyine Tutunması
Ceren Tayran1, Demet Usanmaz2, Mehmet Çakmak1, ve Şinasi Ellialtıoğlu3
Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fizik Bölümü, Kuzey Kıbrıs Kampusu, KKTC
3
TED Üniversitesi, Temel Bilimler Birimi, 06420, Ankara
1
2
Nanobilim ve nanoteknoloji çağını yaşadığımız son
zamanlarda oldukça popüler olan ve yoğun olarak
çalışılan araştırma alanları ortaya çıkmıştır. Bu
araştırma alanlarından birisi de grafen ve grafenbazlı yapılardır. Yüksek mobilite özelliği, yüksek
mekanik dayanıklılığı, ve kuantum Hall etkileri gibi
elektronik ve mekanik özelliklere sahip olan
grafenin,
başka
yüzey
ve
arayüzeylerle
etkileştiğinde yapısal ve elektronik özelliklerinin
değişebilir olması onu birçok yeni ve değişik
araştırmanın konusu haline getirmiştir [1, 2].
Bunlardan birincisinde düzlemsel grafenin, ilgili
yüzeye yaklaştırılarak tutunması ve toplam enerji
minimizasyonu yapılarak durulması hedeflenmiş,
ikincisinde ise beklenti doğrultusunda yüzeyin
yapısal biçimine daha yakın dalgalı formdaki bir
grafenden başlanarak yüzeye tutunması ve tüm
sistemin durulması modellenmiştir.
Her iki modelde de durulma sonucu grafenlerin
dalga şeklini aldığı ve sonuçta elde edilen yapının
enerji bakımından kararlı olduğu bulundu (Şekil 2).
Bu durumu kontrol etmek için mevcut grafen farklı
yüksekliklerden başlanılarak oluşturulan değişik test
geometrileri için de aynı sonuç elde edildi.
Bu çalışmada, grafenin yarıiletkenlerle oluşturabileceği olası bir yapı olarak, Bi/GaAs(001)α2(2×4) yüzeyine tutunduğu bir sistemin yoğunluk
fonksiyoneli modeli kapsamında ilk-prensip
hesaplamalarla incelenmesi yapılmıştır.
Daha önce çalışılmış olan [3] GaAs(001) yüzeyine
bağlanan Bi atomunun stabil yapısı olarak (2×4)
yüzey biriminde α2 oluşumu öne çıkmıştır. STM
desenleri ile de uygun olan bu yapı üzerine grafen
örtüldüğünde nasıl tutunduğuna yönelik Model 1 ve
Model 2 olmak üzere iki model tasarlanmıştır (Şekil
1).
Şekil 2: Optimize edilmiş atomik yapı
Şekil 1: Model 1 ve Model 2’deki grafen yapıları
Kaynakça
1.
2.
3.
Geim, A. K., Novoselov, K. S., “The rise of graphene”, Nat. Mater., 6, 183–191 (2007).
Castro Neto, A. H., Guinea, F., Peres, N. M. R., Novoselov, K. S., Geim, A. K., “The electronic properties
of graphene”, Rev. Mod. Phys., 81, 109–162 (2009).
Usanmaz, D., Çakmak, M., Ellialtioğlu, Ş., “Atomic and electronic structure of Bi/GaAs(001)-α2(2 × 4)”,
Cond. Matter., 20:265003 (2008).
P59
Katkısız Ge Tek-kristal Yarıiletkeninin Büyütülmesi ve Elektriksel
Karakterizasyonu
Veysel Baran,*, Emine Boyalı, Yunus Çat, Mehmet Kasap ve Süleyman Özçelik
* [email protected]
Bu çalışma kapsamında, Gazi Üniversitesi Fotonik
Uygulama ve Araştırma Merkezi’nde kurulu olan
hacimli tek kristal büyütme (Czochralski) sisteminde;
katkısız ve (111) yöneliminde germanyum tek kristal
külçesi (Şekil 1.) büyütüldü. Büyütülen külçeden
alınan numunelerin taşıyıcı iletim özellikleri 20 – 350
K arasında Hall etkisi ölçümleri ile araştırıldı.
Sıcaklık bağımlı taşıyıcı yoğunluğu ve mobilite
analizleri yapıldı. Elde edilen veriler Şekil 2'de
verildi: Büyütülen kristalin mobilitesi oda
sıcaklığında 2300 cm2/Vs ve taşıyıcı yoğunluğunun
2X1031 atom/cm2 olduğu belirlendi.
Özdirenç [ohm/sqr]
100
10
1
100
Taşıyıcı Yoğunluğu [1/cm²]
1e+14
1e+13
100
1e+5
Hall Mobilitesi [cm²/(VS)]
Şekil 1. Katkısız Germanyum Külçesi
1e+4
1e+3
Temperature [K]
100
Sıcaklık [K]
Şekil 2: Ge tek kristalinin Hall ölçüm sonuçları
Teşekkür: Bu çalışma 2011K120290 nolu proje kapsamında Kalkınma Bakanlığı ve MGEO-IA-2012-036 nolu
proje ile ASELSAN tarafından desteklenmiştir.
P60
Yansıma Engelleyici Silisyum Nitrür (Si3N4) İnce Film Tabakanın Galyum
Arsenik (p-GaAs) Alttaş Üzerine Kaplanması ve Karakterizasyonu
Ümran Ceren Başköse*, Semran Sağlam ve Süleyman Özçelik
Gazi Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, 06500 Ankara
Gazi Üniversitesi, Fotonik Uygulama ve Araştırma Merkezi, 06500 Ankara
*[email protected]
Silisyum nitrat (Si3N4) seramikleri sertlik, aşınma
direnci, oksidasyon direnci, mükemmel ısıl şok
direnci gibi özelliklerinden ve yüksek sıcaklıklarda
bu özelliklerini korumalarından dolayı birçok alanda
tercih edilen malzemelerdir. Silicon nitrür katmanlar
endüstriyel güneş hücreleri için yansıma önleyici ve
pasivasyon tabaka olarak kullanılmaktadır [1].
Bu çalışmada Tablo 1’de verilen, kalınlığa ve alttaş
sıcaklığına bağlı farklı büyütme şartları uygulanarak
Si3N4 ince filmler GaAs alttaş üzerine RF
magnetron püskürtme yöntemi ile kaplandı.
Film kalınlıkları ile depolama sıcaklıklarının,
yapısal özellikleri üzerine etkisinin analizi için Xışınları kırınım (XRD) yöntemi kullanıldı. Şekil
1’de verilen XRD sonuçlarından yola çıkarak;
Yapısal özellikler hakkında daha detaylı bilgilere
ulaşmak amacıyla, tüm filmlerin tercihli yönelimleri
için tane boyutu ve dislokasyon yoğunluğu
hesaplandı.
Her bir numune için yansıma spektrumu çekilerek
morötesi ve görünür bölgedeki soğurma enerjileri
hesaplandı ve yansıma engelleyici kaplamaların
optik verimliliği tartışıldı. Bu kaplama sayesinde
görünür bölgede GaAs yüzeyinden yansıyan ışığın
önemli ölçüde azaldığı belirlendi.
IV
Siddet (keyfi birim)
1
1
III
II
Tablo 1: Büyütme parametreleri
1
I
Alttaş
Sıcaklığı
100°C
Film
Kalınlığı
750 Å
Birikme
Hızı
2.3 Å/s
II
200°C
750 Å
2.0 Å/s
III
200°C
1500 Å
2.0 Å/s
IV
200°C
2000 Å
2.1 Å/s
1
I
20
40
60
80
2(derece)
Şekil 1: Filmlerin XRD desenleri
Teşekkür: Bu çalışma 2011K120290 nolu proje ile Kalkınma Bakanlığı tarafından desteklenmiştir.
Kaynakça
1. M. Lipiński, “Silicon nitride for photovoltaic application”, Archives of Materials Science and
Engineering 46/2 (2010) 69-87.
P61
ITO/PET Alttaşlar Üzerine Kaplanan AZO İnce Filmlerin Yapısal ve
Morfolojik Analizleri
Nihan Akın*, Mehmet Çakmak, Tofig Memmedli ve Süleyman Özçelik
Gazi Üniversitesi, Fotonik Uygulama ve Araştırma Merkezi, 06500, Ankara
* [email protected]
Farklı kalınlıklarda Al katkılı ZnO (AZO) ince filmler ITO/PET alttaşlar üzerine RF Magnetron Püskürtme
Sistemi ile oda sıcaklığında kaplandı. Tüm deneylerde; RF gücü 100 W değerine set edilerek, numune ile alttaş
arasındaki mesafe yaklaşık 35 mm alındı ve püskürtme basıncı argon gazı ortamında (P S) 3.9x10-3 Torr olacak
şekilde tutuldu. Film kalınlığının numunenin yapısal ve morfolojik özellikleri üzerine etkisini incelemek amacı
ile numunelerin x-ışını kırınımı (XRD), ikincil iyon kütle spektrometresi (SIMS) ve atomik kuvvet mikroskobu
(AFM) analizleri yapıldı. Bütün numunelerin polikristal yapıda ve (002) tercihli yönelime sahip olduğu
bulundu. Filmlerin tanecik boyutları, örgü sabitleri ve yapılanma katsayıları hesaplandı. Film kalınlığı arttıkça
XRD pik yarı genişliğinde (FWHM) daralma ve bununla bağlı tanecik boyutunda büyüme gözlendi. Tanecik
boyutundaki büyüme AFM görüntüleri ile de desteklenmektedir. Ayrıca, 3x3 µm2 yüzey alanında taranan
(RMS) yüzey pürüzlülüğü değerinin kalınlığa bağlı olarak arttığı gözlendi. AZO/ITO/PET katmanları için
SIMS cihazı ile derinlik profili analizi yapıldı. Bu analizde katmanlarda bulunan Al, Zn, In ve Sn atomlarının
dağılımı icelendi. Hedeflenen film kalınlıklarına (50-150 nm) yakın kaplamaların başarıldığı görüldü. Tablo 1.
de XRD, SIMS ve AFM analizleri sonucunda elde edilen bazı önemli parametreler sunulmaktadır.
Tablo 1: XRD, SIMS ve AFM verilerinden elde edilen bazı önemli parametreler
1
2
3
Film
FWHM
Tanecik
Tanecik
RMS
Kalınlığı
(derece)
Boyutu
Boyutu
(nm)
(nm)
(nm)
(nm)
52
0.870
16.5
23.4
2.97
1
2
3
80
0.348
41.2
35.1
3.30
102
0.335
42.8
37.0
3.40
136
0.330
43.5
58.5
3.44
179
0.325
44.1
90.8
3.61
SIMS analizinden belirlenen kalınlıklar
XRD analizinden hesaplanan tanecik boyutları
AFM analizinden hesaplanan tanecik boyutları
Literatürde çeşitli esnek alttaşlar üzerine kaplanan metal oksitlerin fiziksel özelliklerinin incelendiği çalışmalar
mevcuttur [1-2]. Polimer alttaşlar üzerine kaplanan ince filmler hafif ve küçük hacimli olmalarından ötürü cam,
silikon, safir vs. alttaşlar üzerine kaplananlara göre daha avantajlıdırlar. Bu çalışmada araştırılan
AZO/ITO/PET yapısı üzerine taşınabilir, katlanabilir ve taşınması kolay cihazlar geliştirilebilir.
Bu çalışma 2011K120290 nolu proje kapsamında Kalkınma Bakanlığı tarafından desteklenmektedir.
Kaynakça
1. Y.C. Lin, M.Z. Chen, C.C. Kuo, W.T. Yen, “Electrical and optical properties of ZnO:Al film prepared
on polyethersulfone substrate by RF magnetron sputtering” Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng.
Aspects 337 52–56 (2009).
2. X. Hao, J. Ma, D. Zhang, T. Yang, H. Ma, Y. Yang, C. Cheng, J. Huang, “Thickness dependence of
structural, optical and electrical properties of ZnO:Al films prepared on flexible substrates” Applied
Surface Science 183 137–142 (2001).
P62
In2O3 Yarıiletken Filminin Döndürerek Kaplama Yöntemiyle Elde Edilmesi
M.Şenel1, M.Kul1, M.Peker2, A.Ş.Aybek1, T.Ünaldı2, E.Turan1, M.Zor1
Anadolu Üniversitesi, Fizik Bölümü, 26740, Eskişehir
Osmangazi Üniversitesi, Fizik Bölümü, 26740, Eskişehir
1
2
Geçirgen iletken oksitlerden In2O3 yarıiletken
filmleri döndürerek kaplama tekniği ile cam tabanlar
üzerine üretilmiştir.
Döndürerek kaplamanın her bir parametresini
değiştirmek suretiyle en iyi filmin oluşacağı koşullar
belirlenmiştir. Son aşamada 375, 425 ve 475 oC
tavlama sıcaklıklarında filmler üretilmiştir. Elde
edilen In2O3 yarıiletken filmlerin bazı fiziksel
özellikleri incelenmiştir. In2O3 yarıiletken filmlerin
kalınlıkları elipsometri ölçümleri ile 0,2-1,1 µm
aralığında hesaplanmıştır. X-Işını kırınım desenleri
incelendiğinde numunelerin polikristal yapıda
oluştuğu ve tavlama sıcaklığının filmlerin yapısal
özelliklerini iyileştirdiği sonucuna ulaşılmıştır [1].
Optik absorpsiyon spektrumlarından direkt bant
geçişli oldukları ve yasak enerji aralıklarının 3,48
eV civarında görülmüştür. Tablo 1’de elde edilen
filmlerin yasak enerji aralıkları verilmiştir. Artan
tavlama sıcaklığına rağmen yasak enerji aralığında
herhangi bir değişim gözlenmemiştir.
Şekil 1: 425 oC’de tavlanan filmler için SEM görüntüsü.
Döndürerek kaplama metoduyla elde edilen
filmlerin optik geçirgenlik spektrumlarından
filmlerin %80 civarında geçirgenliğe sahip oldukları
belirlenmiştir. Filmlerin yüzey topografileri, alan
emisyonlu taramalı elektron mikroskobu ile
incelenmiştir. Şekil 1’de filmlerin karakteristik
kristal yapısı, kübik yapı gözlenmektedir [2].
Tablo 1: In2O3 filmlerin yasak enerji aralıkları
Tavlama
Sıcaklığı ( oC)
475
425
375
Yasak Enerji
Aralığı (eV)
3,48
3,49
3,48
Kaynakça
1. Savarimuthu, E. ve ark., Synthesis and materials properties of transparent conducting In 2O3 films
prepared by sol-gel spin coating method technique., Journal of Physics and Chemistry of Solids, 68,
0022-3697, (2007)
2. Prince, J.J. ve ark., Spray pyrolysis growth and material properties of In2O3 films., J. Crys. Growth, 240,
0022-0248 (2002)
P63
ZnO/p-Si Filmlerinin Foto-Duyarlılıklarının İncelenmesi
Gürkan Kurtuluş*, H. İbrahim Efkere, Emre Pişkin, Tarık Asar, Süleyman Özçelik
*[email protected]
Bu çalışmada, farklı kalınlıklarda hazırlanmış üç adet Al katkılı ZnO (AZO) numunesinin, yapısal ve elektriksel
özellikleri incelendi. AZO numuneleri RF magnetron püskürtme yöntemiyle, p tipi Si alttaşlar üzerine 200
o
C’de, 1000 Å, 2000 Å ve 3000 Å kalınlıklarında kaplandı ve S1, S2 ve S3 olarak adlandırıldı. Kullanılan hedef
malzemenin Zn olması nedeniyle kaplama sırasında ilave oksijen kullanıldı. Püskürtme odasına gönderilen
oksijen ve argon karışım (O2/Ar) oranı, 10/90 olarak ayarlandı. Numunelerin üretim aşaması tamamlandıktan
sonra, yapısal özellikleri yüksek çözünürlüklü X-ışınımı kırınımı (HRXRD) yöntemiyle incelendi. XRD
deseninden, AZO filmlerin (002) yönelimli olarak büyüdüğü görüldü. S1, S2 ve S3 AZO numunelerin her
birinin 1 cm2’lik parçalarına omik kontaklar alınarak, ışığa duyarlılıkları belirlendi. Bu amaçla, oda
sıcaklığında, akım-gerilim (I-V) ölçümleri yarıiletken parametre analizöründe (Keithley 4200) AM1.5 güneş
similatörü kullanılarak, gerçekleştirildi. Bu ölçümler sonucunda elde edilen veriler kullanılarak, Şekil 1’de
gösterilen I-V grafiği çizildi. Grafiklerden elde edilen veriler değerlendirildiğinde en iyi ışığa duyarlılığın, AZO
film kalınlığının en fazla olduğu S3 numunesinde olduğu belirlendi.
Şekil 1. AZO numunelerinin logI-V grafiği
Teşekkür: Bu çalışma 2011K120290 nolu proje ile Kalkınma Bakanlığı tarafından desteklenmiştir.
P64
Film Kalınlığının SILAR Metodu ile Büyütülen SnS İnce Filmlerin Özellikleri Üzerine
Etkisi
Aykut Astam1, Yunus Akaltun2, M.Ali Yıldırım1, Asena Cerhan1
Erzincan Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü,24100, Erzincan
Erzincan Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Elektrik Elektronik Mühendisliği Bölümü, 24100,
Erzincan
1
2
Farklı kalınlıklara sahip SnS ince filmler Sıralı İyonik Tabaka Adsorpsiyonu ve Reaksiyonu (SILAR) metodu
kullanılarak cam taban malzemeler üzerine oda sıcaklığında büyütüldü. Film kalınlıkları elipsometre ölçümleri
ile belirlendi. Kalınlığın filmlerin yapısal, morfolojik ve optik özellikleri üzerine etkisi sırasıyla X-ışını
difraksiyonu, taramalı elektron mikroskobu ve optik soğurma ölçümleri kullanılarak incelendi. X-ışını
difraksiyonu ölçümlerinden yaklaşık 100 nm kalınlığa kadar filmlerin amorf bir yapıya sahip olduğu, artan
kalınlıkla birlikte yapının polikristale dönüştüğü gözlendi. Ayrıca tanecik büyüklüğü, gerilme ve dislokasyon
yoğunluğu gibi bazı yapısal parametreler X-ışını difraksiyon ölçümleri kullanılarak hesaplandı. SnS ince
filmlerin taban malzeme yüzeyini hemen hemen homojen bir şekilde kapladığı, bunun yanı sıra yer yer
kümeleşmelerin olduğu taramalı elektron mikroskobu görüntülerinden belirlendi. Optik soğurma ölçümlerinden,
büyütülen filmlerin yasak enerji aralığının artan kalınlıkla birlikte 1,55 eV değerinden 1,20 eV değerine azaldığı
görüldü.
P65
19. Yoğun Madde Fiziği – Ankara Toplantısı, Bilkent Üniversitesi, 20 Aralık 2013
n-GaP/Si Yapılarının Büyütülmesi ve Yapısal Analizleri
Emre Pişkin*, Gürkan Kurtuluş, Kürşat Kızılkaya, H. İbrahim Efkere, Tarık Asar, S. Şebnem
Çetin ve Süleyman Özçelik
1
Gazi Üniversitesi Fotonik Uygulama ve Araştırma Merkezi, 06500 Ankara
2
Gazi Üniversitesi Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, 06500 Ankara
*[email protected]
III-V yapıların Si alttaş üzerine epitaksiyel olarak büyütülmeleri düşük maliyetli alttaş kullanımı açısından
önemlidir. Bu çalışmada, moleküler demet epitaksi (MBE) yöntemiyle yarı-yalıtkan (SI) Si alttaşlar üzerine
büyütülmüş iki adet n tipi GaP ince film yarıiletken tabakasının yapısal analizleri incelendi. Her iki numune
de MBE sisteminde aynı şartlar altında büyütülmüş ve GS254, GS255 olarak isimlendirildi. GS254
numunesi için kullanılan alttaş, yüzey aşındırmasının yapısal özelliklere etkisinin değerlendirilmesi
amacıyla, büyütme öncesi kimyasal olarak 10 nm aşındırıldı. Si alttaş ile GaP tabakası arasındaki örgü
uyumsuzluğunu azaltmak amacıyla, alttaşlar üzerine MEE tekniği ile P2 akısı altında bir “çekirdekleşme
tabakası” oluşturuldu. Bu tabakanın üzerine 500 nm kalınlıklı n-GaP tabakası büyütüldü. Numunelerin
üretiminden sonra, yapısal özellikleri yüksek çözünürlüklü X-ışını kırınımı (HRXRD) ve ikincil iyon kütle
spektrometresi (SIMS) sistemleri ile yapılan analizler sonucunda belirlendi. HRXRD ω-2θ desenlerinden Si
ve GaP piklerinin maksimum tepe noktalarının birbirlerine göre konumları incelendi. Si ve GaP piklerinin
maksimum tepe noktalarının açısal farkları GS254 numunesi için 0,09o iken, GS255 numunesi için 0,15o
olarak hesaplandı. SIMS analizlerinden elde edilen derinlik profili Şekil 1'de verildi. Derinlik profilinden
GS254 nolu numunede P'nin alttaşa difüzyonunun daha az olduğu görülmektedir. Bu analizler, alttaşın
kimyasal olarak aşındırılmasının GaP/Si yapısının kristal kalitesini arttırdığı söylenebilir.
Şekil 1. GS254 ve GS255 Numunelerinin SIMS derinlik profili
Teşekkür: Bu çalışma 111T655 nolu proje ile TÜBİTAK ve 2011K120290 nolu proje ile Kalkınma Bakanlığı tarafından desteklenmiştir.
P66
Saçtırma Yöntemi Kullanılarak Üretilen TiO2 İnce Filmlerde Üretim Süresinin
Yapı ve Optik Özelliklere Etkisi
Arezoo Hosseini1,2 ,İdris Candan1,2, Hasan Hüseyin Güllü1,2 ve Çiğdem Erçelebi1,2
Orta Doğu Teknik Üniversitesi,Fizik Bölümü, 06800, Ankara
Güneş Enerjisi Araştırma ve Uygulama Merkezi,(GÜNAM), ODTÜ, 06800, Ankara
1
2
TiO2 ince filmler saçtırma yöntemi kullanılarak cam ve ITO kaplanmış alttaşlar üzerine farklı süreler kullanılarak
üretildi. İlk numuneler 2 saat sürede üretilirken sonra ki üretim ise 2 saat üretimden sonra 2 saat daha aynı
koşullarda üretildi. Sürenin film yapısına ve optik özelliklere etkisi incelendi. Yapısal analiz için X-ışın kırınımı
(XRD) metodu ve taramalı elektron mikroskopu (SEM) yöntemleri kullanıldı. Cam alttaşlar ve ITO kaplanmış
alttaşlar üzerine farklı sürelerde kaplanmış TiO2 filmlerin kristal yapısını ve yönelimini incelemek için tüm
örneklerin XRD ölçümleri yapıldı. XRD sonuçlarından elde edilen veri ile numunelerin kristal yapısı
incelendiğinde her iki üretim için cam alttaş üzerine yapılan TiO2 filmin kristalleşmediği fakat her iki üretim için
ITO kaplı alttaşlar üzerindeki filmlerin kristalleştiği görüldü. Alttaş olarak kullanılan malzemenin kristalleşme
için önemli bir etken olduğu tespit edildi. Kristalleşen film yapısının en yoğun pikinin 2θ ≈ 35.8 o de ve (11-3)
yöneliminde olduğu görüldü. Birinci üretim için XRD verilerinden kristal büyüklüğü 68 nm olarak hesaplanırken
ikinci üretim için kristal büyüklüğü 49 nm olarak hesaplandı. Hesaplanan kristal büyüklüğü değerleri SEM
mikrofilm ölçümleri ile kontrol edildi ve elde edilen sonuçların birbirine yakın gözlendi.
Farklı sürelerde üretilen TiO2 filmlerde sürenin optik özelliklere etkisini incelemek için üretilen numunelerin
optik özelliklerini incelemek için 300 - 1100 nm aralığında dalga boyu bağımlı geçirgenlik değerleri ölçüldü. Elde
edilen spektradan soğurma katsayısı ve yasak enerji band aralıkları hesaplandı. Birinci ve ikinci üretimin optik
özelliklerinde bir farklılık olmadığı görüldü. Her iki üretim için de yasak enerji band aralık değeri 3.4 eV ve
soğurma katsayısının 105 cm-1 mertebede olduğu görüldü.
P67
InGaN Temelli LED Yapılar için Ters Örgü Uzayı Haritasından In Oranı ve Örgü
ZOR’ların Elde Edilmesi
Y.Baş1, M. K. Öztürk2, N.Akın2, B.Kınacı2, S. Özçelik2 E. Özbay3
Ulusal Bor Araştırma Enstitüsü,Ankara,Türkiye, [email protected]
Gazi Üniversitesi Fotonik Uygulama ve Araştırma Merkezi, Ankara,Türkiye,[email protected]
3
Bilkent Nanoteknoloji Araştırma Merkezi,Ankara,Türkiye,[email protected]
1
2
Güncel olarak InGa1-xN/GaN çoklu kuantum kuyu
(MQWs), araştırma konularında çok fazla ilgi
çekmektedir.Bu yapı yüksek parlak III-Nitrat lazer
yayınlayan diyotlarda, (LEDs) aktif tabaka olarak rol
oynar. Örneğin mavi-yeşil aralığında lazer diyotlar
yapılmaktadır.
Tablo 1: In oranların kübik denklem ve direkt vegard
yasasından hesaplanma sonuçları
InGa1-xN/GaN karışık yapılar distokasyon ve
kusurların
çok
olmasına
karşın
yoğun
fotolümünesans etkisi gösterebilir.Çoğu InGa1xN/GaN MQWs metal organik kimyasal buhar
çökertme ile hazırlanır (MOCVD). Bu cihaz IIINitrat materyaller ve aygıtların endüstriyel üretimi
için güçlü teknolojilere sahiptir.
ÖRNEKLER
Kübik In
Oranı %
C-örgü
parametresine
göre direkt
vegard In
oranı %
Theta-pik
pozisyonuna
göre direkt
vegard In
oranı %
6.601697
4.038977
4.45071
6.834802
4.379722
4.824461
7.693683
4.812155
B-525 GaN
0
LED (700 C
)
B-493 GaN
0
LED (667 C
)
B-435 GaN
LED yapılar 5x(InGaN/GaN) çoklu kuantum kuyu
olmak üzere c yönlü safir alttaş üzerine MOCVD
yöntemiyle büyütüldü. LED’lerin yapısal özellikleri
yüksek çözünürlüklü 7 eksenli , 2 kurulumuyla
araştırıldı. Örneklerin, XRD tekniği ile ofsetlerinin
bertaraf edildiği ters örgü haritası tarandı (Şekil 1). In
oranını belirlemek için M.Schuster ve arkadaşlarının
kübik denklemi kullanıldı.
0
LED (650 C
)
5.298343
X-Ray ölçümleri, örgü parametresine bağlı
kompozisyon değerleri ile zor etkilerini ayırmak için
kullanışlı bir tekniktir. Bu teknikten InGaN
alaşımdaki indinyum içeriği değeri hesaplandı (Tablo
1). Daha sonra hesaplanan kesin örgü parametreleri
ile paralel ve zor (Strain) değerleri hesaplandı.
İndiyum değerindeki artmayla birlikte, zor
değerlerinde azalma gözlemlendi.
Şekil 1: InGaN LED yapının 002,004,düzlem
yansımalarının ters örgü uzayı haritası
P68
InGaAs/InP Yapılarının Yapısal ve Elektriksel Özelliklerinin İncelenmesi
Tarık Asar, Yunus Özen ve Süleyman Özçelik
*[email protected]
InGaAs/InP yapıları detektör uygulamalarında yoğun olarak kullanılmaktadır[1-2]. Bu amaca uygun olarak,
kızılötesi fotodedektör uygulamalarında kullanılmak üzere Moleküler demet büyütme (MBE) yöntemiyle farklı
zamanlarda iki adet InGaAs/InP numunesi büyütüldü ve numunelerin yapısal, elektriksel özellikleri incelendi.
T1 ve T2 olarak isimlendirilen numuneler, katkısız InP alttaşlar üzerine, Si katkılı (n tipi) In xGa1-xAs ince film
tabakalarının 1000 nm kalınlıklı olarak büyütülmesiyle elde edildi. Farklı In alaşım oranlarının elde edilmesi
amacıyla, büyütmeler sırasında, Ga ve As akı oranları sabit tutuldu, ancak In akı oranları değiştirildi.
Numunelerin büyütülmesinden sonra, yapısal ve elektriksel özellikleri yüksek çözünürlüklü X-ışını kırınımı
(HRXRD) ve Hall etkisi ölçüm (HES) sistemleri ile yapılan analizler sonucunda belirlendi. Numunelerin
HRXRD analiz sonuçlarından elde edilen veriler kullanılarak, Şekil 1’de verilen ω-2θ grafiği çizildi. In alaşım
oranlarının belirlenmesi amacıyla ω-2θ taramasındaki deneysel verilerin LEPTOS programında simülasyonları
yapıldı. Simülasyonları tamamlanan T1 ve T2 numunelerinin In alaşım oranları, sırasıyla, %54 ve %55 olarak
bulundu. T1 ve T2 numunelerinin oda sıcaklığında ve 4000 G manyetik alan altındaki, taşıyıcı yoğunluğu (n),
mobilite (μ), Hall katsayısı ve özdirenç (Rs) gibi elektriksel parametreleri ise HES analizleri sonucunda elde
edildi ve Tablo 1’de verildi.
Şekil 1. T1 ve T2 numunelerinin XRD grafiği
Numune
T1
T2
n (elektron/cm2)
3,8908E+14
3,4896E+14
μ (cm2/(VS))
3659,6
4553,1
Hall Katsayısı
-16044
-17888
Rs (ohm/square)
4,410
3,944
Tablo 1. T1 ve T2 numunelerinin HES analiz sonuçları
Teşekkür : Bu çalışma 2011K120290 nolu proje ile Kalkınma Bakanlığı tarafından desteklenmiştir.
Kaynakça
1. C.L. Tsai and K.Y. Cheng, S.T. Chou, Y. Lin, Appl. Phys. Lett., 91, 181105 (2007).
2. J. Kaniewski, J. Piotrowski, Opto-Electronics Review, 12 (1), 139–148 (2004).
P69
NaF/CIGS Çok Katmanlı Güneş Hücrelerinin Geliştirilmesi
Süleyman Özçelik1,2*, Nihan Akın1,2, Kürşad Kızılkaya1,2, Matteo Bosi3, F. Annoni3, S. Rampino3, M.
Bronzoni3, F. Pattini3, E. Gilioli3
Gazi Üniversitesi Fen Fakültesi Fizik Bölümü, 06500 Ankara
1
Gazi Üniversitesi Fotonik Uygulama ve Araştırma Merkezi Fizik Bölümü, 06500 Ankara
2
3
Instutito IMEM−CNR, Parco area delle scienze 37A, 43010 Fontanini (PR), Italy
*
[email protected]
Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) güneş hücreleri ile ilgili hücre verimini artırmak ve yeni malzemeler geliştirmek amaçlı
Ar-Ge çalışmaları güncelliğini korumaktadır. Son zamanlarda CIGS güneş hücreleri ile %20 civarında hücre
verimliliklerine ulaşıldığı rapor edilmiştir. Bu hücrelerde aktif katmandaki atomların ve üzerine kaplandığı
camdaki bazı atomların Molibden (Mo) iletken katman içerisine difüzyonunun engellenebilmesi önem
taşımaktadır. Diğer taraftan bu hücreler, selenizasyon sürecince farklı fazların oluşması ve stokiyometri
problemleri aşılması gereken araştırma konularıdır. Bu çalışmada, CIGS katmanları Puls Elektron Birikimi
(PED) tekniği kullanılarak oluşturuldu. Mo katmanına difuzyonun minimize edilebilmesi amacıyla NaF/CIGS
çoklu katman yapısı ve cam yüzeyine ters difüzyonun ve muhtemel kirliliklerin önlenmesi amacıyla Si3N4
koruyucu katmanı oluşturuldu. Yapıdaki CdS katmanı kimyasal banyo tekniği ile oluşturuldu. Yapıdaki Mo ve
Al:ZnO katmanları püskürtme yöntemi ile elde edildi. Geliştirilen yapı uygun omik kontakların oluşturulması ile
hücre fabrikasyonu yapıldı ve çıktı parametreleri I-V ölçümleriyle belirlendi. Bu hücreden %15.3 fotovoltaik
dönüşüm verimliliği elde edildi. Yapıdaki katmanları CIGS hücre yapısındaki katmanlarının atomik dağılımı
İkincil İyon Kütle Spektrometresi (SIMS) ile derinlik profili analiz edilerek tartışıldı. NaF katmanının
Molibdene atomik difüzyonu bir miktar engellediği görüldü.
1.00E+08
1.00E+07
1.00E+06
Count (arb u.)
1.00E+05
1.00E+04
1.00E+03
1.00E+02
Al
F
Zn
708-Cd
S
Mo
Cu
In
Se
Ga
Na
1.00E+01
1.00E+00
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
Depth (nm)
P70
Mgx Zn1-x O/ZnO Çoklu Yapılarında İki Boyutlu Elektron Gazına Ait Hesaplamalı
İncelemeler
Beyza Sarıkavak-Lişesivdin1
1
Gazi Üniversitesi, Fizik Bölümü,06500, Ankara
Bir boyutlu, eş uyumlu Schrödinger-Poisson eşitlikleri hekzagonal MgxZn 1-xO/ZnO çoklu yapısı
(0.1≤x≤0.3) için [000-1] yöneliminde çözüldü. Polarizasyon kaynaklı iki boyutlu elektron gazının
(2BEG) MgZnO/ZnO arayüzeyinde sözde üçgen kuvantum kuyusunda oluştuğu bulundu. Farklı Mg
mol oranlarının etkileri ve farklı MgZnO bariyer kalınlığı bant yapısında, yük yoğunluğu ve elektron
olasılık yoğunlukları hesaplandı. İkinci altbandın, araştırılan yapılar için, gerginlik dâhil edilmiş şartlar
altında oluşmadığı görülmüştür. Farklı kuvantum kuyu genişlikleri için incelenen 2BEG’in mobilitesi
hesaplanmıştır. Yapılan hesaplar sonucunda, yüksek yük yoğunluğu ve yüksek mobiliteye sebep
olduğu bulunan x=0.15 Mg alaşım oranlı 22 nm kalınlığında bariyer tabakasının kullanımı yüksek
sıcaklık uygulamaları için önerildi.
P71
DİZİN
Soyad
ACAR
ADAGİDELİ
AĞAR
AKALTUN
AKÇA
AKIN
AKPINAR
AKTAŞ
ALTAY
ANNONİ
AROYO
ARSLAN
ARSLAN
ASAR
ASLANTAS
ASTAM
ATAK
ATMACA
AUGE
AYBEK
AYDIN
AYDIN
AYDOĞAN
BARAN
BARİN
BAŞ
BAŞKÖSE
BAYHAN
BAYKARA
BAYRAKLI
BOSİ
BOYALI
BOZDEMİR
BRONZONİ
BULUR
BULUTAY
CANDAN
CANDAN
CERHAN
COŞKUN
COŞKUN
ÇAKAN
ÇAKMAK
ÇAKMAK
ÇAT
ÇELEBİ
ÇELİK
ÇELİKKAN
ÇETİN
İsim
S.
İ.
E.
Y.
B.
N.
E.
D.
M.
F.
M.I.
A.
E.
T.
M.
A.
G.
G.
A.
A.Ş.
S.
N.
H.C.
V.
Ö.
Y.
Ü.C.
Ü.
M.Z.
Ö.
M.
E.
S.
M.
E.
C.
İ.
A.
A.
M.
E.
A.
S.
M.
Y.
C.
Ö.
H.
S.Ş.
Kurum
Gazi Üniversitesi
Sabancı Üniversitesi
Ondokuz Mayıs Üniversitesi
Erzincan Üniversitesi
Atatürk Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Süleyman Demirel Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Instutito IMEM-CNR
Ludwig Maximillians Üniversitesi
Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
KSÜ
Gazi Üniversitesi
Bielefeld Üniversitesi
Anadolu Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Yüzüncü Yıl Üniversitesi
İstanbul Teknik Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Ulusal Bor Araştırma Enstitüsü
Gazi Üniversitesi
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi
Orta Doğu Teknik Üniversitesi
Instutito IMEM-CNR
Gazi Üniversitesi
Çukurova Üniversitesi
Instutito IMEM-CNR
Ahi Evran Üniversitesi
Süleyman Demirel Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
Dicle Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Özet Sayfa No.
P40,P41
S9
P7
P65
P38
P50,P62,P68,P70
P16
P53
P43
P70
S6
P9
S13
P32,P56,P64,P66,69
P9,P31
P65
P19
S13
S2
P63
P11,P12,P13,P21,P22,P23,P53
P33
P10
P56,P60
P41
P68
P50,P61
P45
S10
P25
P70
P26,P60
P48
P70
P46
P34
P25,P55,P67
P47
P65
P20
P24
P34
P16
P59,P62
P56,P60
S11
P9
P40
P26,P32,P56,P66
ÇİFTÇİ
ÇİTOĞLU
ÇİVİ
ÇOLAKOĞLU
DE LA FLOR
DELİCE
DEMİREL
DEMİREL
DEVECİ
DİNÇER
DOĞAN
DURGUN
DURMUŞ
DUYAR COŞKUN
EFKERE
EKİZ
ELAGÖZ
ELERMAN
ELLİALTIOĞLU
ELLİALTIOĞLU
ELSAYED-ALİ
ER
ER
ERCAN
ERÇELEBİ
ERDAL
ERDEM
ERDOĞAN
EROĞLU
EROL
ERSOY
ERTAŞ
ERZENEOĞLU
ESİNOĞLU
FARHA
FIRAT
GİLİOLİ
GİŞİ
GÜLLÜ
GÜLSEREN
GÜMÜŞ
GÜNGÖR
GÜNGÖR
GÜRBULAK
GÜRLÜ
HASANLI
HOSSEİNİ
HUTTEN
IŞIK
IŞIK
N.
S.
M.
K.
G.
S.
S.
N.
Ö.
I.
Ş.
E.
K.
Ö.
H.İ.
A.
S.
Y.
R.
Ş.
H.E.
A.O.
E.
S.
Ç.
B.
R.
E.
E.
A.
T.
M.
S.
S.A.
A.H.
V.
E.
B.
H.H.
O.
S.
T.
E.
B.
O.
N.
A.
A.
S.
M.
Gaziosmanpaşa Üniversitesi
Arel Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Cumhuriyet Üniversitesi
TED Üniversitesi
Old Dominion University
Gazi Üniversitesi
Akdeniz Üniversitesi
Kuleli Askeri Lisesi
Gazi Üniversitesi
İstanbul Üniversitesi
Erciyes Üniversitesi
Instutito IMEM-CNR
Dokuz Eylül Üniversitesi
Atılım Üniversitesi
P1
P20
P45
P8,P43,P49
S6
P46
P19,P58
P41
P7
S2
P50
P54
P37
S7,P19,P58
P32,P64,P66
P2
S4
S2
P15,P47
P59
P36
P36
P40
P28
P55,P67
S11
P1
S12
P17
S8
P3
P18
P38
P10
P36
S11
P70
P4,P5
P24,P25,P55,P67
S12
P7
P28,P29,P30
P28,P29,P30
P38
S12
P46
P67
S2
P7
P46
IŞKIN
İBRAHİM
İLDAY
İPEK
İYİGÖR
KAFFASİNA
KAMBER
KANTAR
KARAASLAN
KARAASLAN
KARADUMAN
KASAP
KENDİ
KESER
KESKİN
KESKİN
KINACI
KIYAK
KIZILKAYA
KOCABAŞ
KOCAKAPLAN
KOCSİS
KOÇAK
KOSKU PERKGÖZ
KÖSTEKÇİ
KUL
KURTULUŞ
KUŞDEMİR
KÜÇÜKEL
LİDER
LİŞESİVDİN
MEMMEDLİ
MERT
NAYIR
OCAK
Ö. ÇİFTÇİ
ÖNER
ÖZARAS
ÖZBAL
ÖZBAY
M.
A.
F.Ö.
G.
A.
A.
U.
E.
Y.
T.
I.
M.
E.
S.
M.
Y.
B.
T.
K.
C.
Y.
B.
B.
N.
S.
M.
G.
E.
Ü.
M.C.
S.B.
T.
G.
Ş.
H.Y.
Y.
İ.
A.
G.
E.
KOÇ Üniversitesi
Ahi Evran Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
KSÜ
KSÜ
Gazi Üniversitesi
KSÜ
Gazi Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
KSÜ
Gazi Üniversitesi
Kuleli Askeri Lisesi
Gazi Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Selçuk Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Dumlupınar Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
S1
S11
S5
S12
P15
P42
S12
P51
P4,P5
P32
P40,P41
P60
P31
P9
P18
S11
P68
P9
P66,P70
S15
P51
S6
P49
P57
P9
P63
P32,P64,P66
S11
S12
P44
S13
P50,P56,P62
P27
P35
P6
P8
P8
S11
P39
S13,P68
ÖZÇELİK
S.
Gazi Üniversitesi
P26,P32,P50,P56,P60,P61,P62,
P66,P68,P69,P70
ÖZEN
ÖZKENDİR
ÖZTEKİN ÇİFTÇİ
ÖZTÜRK
ÖZÜM
ÖZYURT KUŞ
PARLAK
Y.
D.
Y.
M.K.
S.
F.
M.
Gazi Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Niğde Üniversitesi
DSİ TAKK Dairesi Başkanlığı
P26,P69
S11
P21,P22,P49
P68
P1
P3,P14
P24,P25,P55
PATTİNİ
PEETERS
PEKER
PEKSU
PEREZ-MATO
PİŞKİN
POLAT
RAMPİNO
SAĞLAM
SARIKAVAK-LİŞESİVDİN
SENGER
SERİN
SERİN
SEVİK
SEVİNÇLİ
SOYALP
SÖKMEN
SÜRÜCÜ
ŞAHİN
ŞAKİROĞLU
ŞEN
ŞENEL
ŞİMŞEK
TAŞÇI
TAŞKÖPRÜ
TATAR
TAYRAN
TEICHERT
TEKİN
TURAN
TÜRKCAN
UÇGUN
UFUKTEPE
UĞUR
UĞUR
UL-HASSAN
USANMAZ
UYANIK
ÜNAL
ÜNALDI
YALÇIN
YEŞİLTAŞ
YILDIRIM
YILDIRIMLAR
YILDIZ
YILDIZ
YURTSEVEN
YÜZÜAK
ZERRİN
ZOR
F.
F.M.
M.
E.
J.M.
E.
E.O.
S.
S.
B.
R.T.
T.
N.
C.
H.
F.
İ.
G.
H.
S.
H.Ş.
M.
M.
E.S.
T.
A.
C.
N.
B.
E.
Ö.A.
E.
Y.
Ş.
G.
J.M.
D.
B.
R.
T.
O.
Ö.
M.A.
A.
E.
D.
H.
E.
T.
M.
Instutito IMEM-CNR
Antwerpen Üniversitesi
Osmangazi Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Instutito IMEM-CNR
Gazi Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Yüzüncü Yıl Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Antwerpen Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Dumlupınar Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Linköping teknoloji Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Osmangazi Üniversitesi
Akdeniz Üniversitesi
Gazi Üniversitesi
Hitit Üniversitesi
P70
P54
P63
S12
S6
P32,P64,P66
S15
P70
P61
P71
P39
P3,P14
P3,P14
P57
S14
P33
P4,P5
P43
P54
P4,P5
S12,P54
P63
P17,P53
S6
P52
P21,P22,P23
P59
S2
S3
P52,P63
P29
P6
P36
P2,P15,P42,P45
P45,P47
S13
P59
P48
P6
P63
P1
P35,P37
P65
P29,P30
P41
S12
P44
S2
S7
P52,P63

Özetler Kitapçığı - Faculty of Science at Bilkent University

Transkript

Benzer belgeler

bilkent yeni müzik günleri v - Bilkent Üniversitesi Müzik ve Sahne

Özetler Kitapçığı - Faculty of Science at Bilkent University

GOT-It 2.0.1 ile Elektromanyetik Sistemlerin

Tescil Sertifikası

Slayt 1 - YMF21 - Gazi Üniversitesi

01 – 27 - Bilkent Üniversitesi

Poster Özetleri - Phys : Home Page

Nanoteknoloji ve Metamalzemelerin Sihirli Dünyası Bilkent

LDAP Administrator ile Active Directory Yonetimi Active Directory