Geri Dön

Tunable properties of low dimensional transition metal based materials under external effects

Dış etkiler altında düşük boyutlu geçiş metali tabanlı malzemelerin ayarlanabilir özellikleri

  1. Tez No: 1020852
  2. Yazar: ŞULE BEKTAŞ
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET YAĞMURCUKARDEŞ, PROF. DR. HASAN ŞAHİN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2026
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fotonik Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu tezde, düşük boyutlu malzemelerin yapısal, elektronik, manyetik, titreşimsel ve elastik özellikleri, yoğunluk fonksiyonel teorisi (DFT) tabanlı ilk prensip hesaplamaları kullanılarak sistematik olarak incelenmi¸stir. Çalı¸sma, hem iki boyutlu (2B) hem de tek boyutlu (1B) sistemlere odaklanarak, boyutluluğun ve dışsal bozulmaların malzeme özelliklerini ayarlamadaki rolünü anlamayı amaçlamaktadır. İlk olarak, PdTe2'nin polimorfik yapısı, 1T, 1T', beşgen ve yapıları olmak üzere dört farklı fazı incelenerek araştırılmıştır. Tüm fazların dinamik olarak kararlı olduğu ve karakteristik parmak izleri görevi gören farklı Raman-aktif titre¸sim modları sergilediği bulunmuştur. Elektronik yapı analizi, 1T' fazının metalik davranış gösterdiğini, geri kalan fazların ise değişen taşıyıcı hareketliliklerine sahip yarı iletken olduğunu ortaya koymaktadır. Ayrıca, gerilim mühendisliğinin beşgen fazdan faza yapısal bir faz geçişine neden olduğu gösterilmiş ve bu sistemlerin ayarlanabilirliği vurgulanmıştır. İkinci bölümde, herhangi bir alt taş etkisi olmaksızın serbest duran 1B CrX3 (X = Cl, Br, I) tek zincirlerinin özellikleri incelenmiştir. Bu sistemler, 2B muadillerinin aksine, doğrudan bant aralıklı iletken davranışı sergiler. Manyetik temel durumun antiferromanyetik olduğu ve dış elektrik alanları altında sağlam kaldığı bulunmuştur. Ek olarak, yük dopingi, kontrol edilebilir manyetik faz geçişlerine olanak tanıyarak bu zincirlerin spintronik uygulamalar için potansiyelini göstermektedir. Son olarak, 1D CrX2 (X = F, Cl, Br, I) zincirlerinin yapısal, elektronik ve manyetik özellikleri incelenmiş, özellikle gerilmenin bu özellikler üzerindeki etkileri ayrıntılı olarak analiz edilmiştir. Tüm sistemlerin dinamik olarak kararlı olduğu ve geniş bant aralıklı yarı iletken davranışı sergilediği bulunmuştur. CrF2 antiferromanyetik bir temel duruma sahipken, diğerleri ferromanyetik düzen sergiler. Mekanik gerilmenin, manyetik faz geçişlerine yol açtığı ve kritik gerilme değerlerinde dolaylı bant aralığından doğrudan bant aralığına geçişler de dâhil olmak üzere elektronik bant yapısında önemli değişikliklere neden olduğu gösterilmiştir. Genel olarak, bu tez, boyut indirgeme ve gerilim, elektrik alanı ve yük dopingi gibi dış uyaranların, düşük boyutlu malzemelerin fiziksel özelliklerini şekillendirmek için etkili yollar sağladığını ve bu malzemeleri yeni nesil elektronik ve spintronik uygulamalar için umut vadeden adaylar haline getirdiğini göstermektedir.

Özet (Çeviri)

In this thesis, the structural, electronic, magnetic, vibrational, and elastic properties of low-dimensional materials are systematically investigated using first-principle calculations based on density functional theory (DFT). The study aims to understand the role of dimensionality and external distortions in tuning material properties, focusing on both two-dimensional (2D) and one-dimensional (1D) systems. First, the polymorphic structure of PdTe2 was investigated by examining four different phases: 1T, 1T', pentagonal, and . It was found that all phases are dynamically stable and exhibit different Raman-active vibration modes that serve as characteristic fingerprints. Electronic structure analysis reveals that the 1T' phase exhibits metallic behavior, while the remaining phases are semiconductors with varying carrier mobilities. Furthermore, it has been shown that applying voltage induces a structural phase transition from pentagonal phase to phase, highlighting the tunability of these systems. In the second section, the properties of free-standing 1D CrX3 (X = Cl, Br, I) single chains are investigated. Unlike their 2D counterparts, these systems exhibit direct band gap semiconductor behavior. The magnetic ground state is found to be antiferromagnetic and remains stable under external electric fields. Additionally, charge doping demonstrates the potential of these chains for spintronic applications by enabling controllable magnetic phase transitions. Finally, the structural, electronic, and magnetic properties of 1D CrX2 (X = F, Cl, Br, I) chains, especially stress-induced effects, have been analyzed in detail. It has been found that all systems are dynamically stable and exhibit wide band gap semiconductor behavior. While CrF2 prefers an antiferromagnetic ground state, the others exhibit ferromagnetic ordering. It has been shown that mechanical stress causes magnetic phase transitions and alters the electronic band structure, including transitions from indirect to direct band gap at critical stress values. Overall, this thesis demonstrates that dimensionality reduction and external stimuli such as applied voltage, electric fields, and charge doping offer powerful strategies for tailoring the physical properties of low-dimensional materials, making these materials promising candidates for next-generation electronic and spintronic applications.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    658370

    Düşük boyutlu selenyum, tellür ve ortorombik dibor dinitrür (o-B2N2) malzemelerinin yoğunluk fonksiyonel teorisi ile incelenmesi

    Investigation of low dimensional selenium, tellurium and orthorhombic dibor dinitride (o-B2N2) materials by density functional theory

    SALİH DEMİRCİ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Fizik ve Fizik MühendisliğiKırıkkale Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SAFFET NEZİR

    DOÇ. DR. SEYMUR JAHANGIROV

  2. Tez No

    969139

    Inorganic layered van der waals materials: A first-principles investigation

    TMD'ler, oksitler ve fosforen: İki boyutlu malzeme özelliklerinin birinci ilke yöntemleriyle incelenmesi

    TAYFUN KUTLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Fotonik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HASAN ŞAHİN

    DOÇ. DR. MEHMET YAGMURCUKARDEŞ

  3. Tez No

    3785

    The design and construction of a tea molecular nitrogen laser system

    Başlık çevirisi yok

    ADNAN KURT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1988

    Fizik ve Fizik MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    Y.DOÇ.DR. A. J. WETHERİLT

  4. Tez No

    5394

    Free electron laser: An interaction of a relativistic electron beam with a static helical magnetic field

    Başlık çevirisi yok

    MOHAMMAD HADİ ZAREIE

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1989

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    DOÇ. DR. SİNAN BİLİKMEN

  5. Tez No

    10575

    Free atoms in ratiation pressure:The deflection of sodium atomic beam by tunable laser radiation

    Başlık çevirisi yok

    REFİ MURAT NAKİBOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1990

    Fizik ve Fizik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. TUNCAY İNCESU

Geri Dön