Geçiş metalleri katkılı zno'nun elektronik özellikleri
Electronic properties of zno doped with transition metals
- Tez No: 307732
- Danışmanlar: PROF. DR. METİN ÖZDEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Çinko oksit, Zinc oxide
- Yıl: 2013
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Çukurova Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Katıhal Fiziği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
İletken saydam oksitler, güneş pillerinin ve büyük boyutlu ekranların üretilmesinde kullanılabilecek potansiyel malzemelerdendir. Bu kategorideki ZnO, görünür bölgede saydam olması, yasak enerji aralığının katkılama ile değiştirilebilmesi gibi özellikleri nedeniyle son yıllarda değişik açılardan çok çalışılan bir malzeme olmuştur. Ayrıca ZnO katkılanarak manyetik özellikleri değiştirilebilen bir malzeme olduğundan spintronik uygulamalarında kullanılabilir bir malzeme olmasından dolayı çok ilgi çekmektedir. Bu çalışmada ZnO'nun geçiş metalleri (Cu, Fe, Ni, Co, Mn) ile katkılanması sonucu yasak enerji aralığında, örgü parametrelerinde ve elektron ve boşluk etkin kütlelerinde meydana gelen değişiklikler incelenmiştir. Katkılama oranları deneysel çalışmalarda olduğu gibi düşük tutulmuştur (%1-%10). Yasak enerji aralığında oluşan değişimler Yerel Yoğunluk Yaklaşımı çerçevesinde Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisini kullanan açık kaynak kodlu ABINIT programı ile hesaplanmıştır. Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi yasak enerji aralıklarını hesaplamada yetersiz kaldığı bilinmektedir. Burada önemli olan değişimin hangi yönde olduğunu belirlemek olduğundan, yasak enerji aralığının mutlak değerinden ziyade katkılama ile oluşan değişimi üzerinde durulmuştur. Yukarıda anılan geçiş metalleri ile katkılandığında genel olarak katkılama oranı arttıkça ZnO'nun yasak enerji aralığının azaldığı gözlenmektedir. Etkin kütlenin değeri elde edilen enerji bant yapısı kullanılarak hem elektronlar hem de deşikler için hesaplanmıştır. Etkin kütlelerin değeri ters örgü uzayında seçilen belirli yönlerde hesaplanmıştır. Etkin kütlelerin de genel olarak katkılama oranı ve katkılama malzemesine göre değiştiği gözlenmiştir. Geçiş metalleri ile katkılama sonucu Ni hariç diğerlerinde a parametresi artmış, c parametresinde ise azalma ve artışlar görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Transparent conduction oxides are potential materials that can be used in invisible electronics circuits, solar cells and large area displays. ZnO, a transparent material in the visible range of the spectrum whose band gap can be engineered by doping, falls in this category and is studied intensively in recent years from different perspectives.Moreover, since the magnetic properties of ZnO can be modified by doping, it attracts a great deal of interest for spin polarized current production and for applications in spintronics. In this study, the variation of band gap, lattice constants and the effective mass of electrons and holes in doped ZnO with transition metals (Cu, Fe, Ni, Co, Mn) are studied. Doping ratios (1\%-10\%) are kept at low values just like in experiments. The variations in the band gap are determined by ABINIT package (an open source code program) which uses Density Functional Theory in the frame work of Local Density Approximation. It is known that Density Functional Theory is not capable of predicting the band gaps correctly and its reasons are well known. Since the purpose here is to determine the direction of variation of band gap, we have concentrated on the variation of band gap by doping rather than on its absolute value. When doped with the transition metals mentioned above, it is observed that the band gap is decreased with the increase of doping ratio. Using the band structure, the effective masses of both electrons and holes are calculated. These are calculated along specific directions in the reciprocal lattice. It is observed that the effective masses also changes with doping ratio and with the material used for doping. When doped with transition metals, the lattice constant a increased (except for Ni) and lattice constant c increased and/or decreased depending on the ratio of doping and the material used in doping.
Benzer Tezler
- Improvement of electrical and photocatalytic properties of boron-doped ZnO nanorods and synthesis design optimization by taguchi approach
Bor-katkılı ZnO nanorodlarinin elektriksel ve fotokatalitik özelliklerinin geliştirilmesi̇ ve taguchi yaklaşımı ile sentez tasarımının optimizasyonu
ERAY TABAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİRGÜL BENLİ
- Bakır/gümüş/çinko oksit (CuAg/ZnO) partiküllerinin ultrasonik sprey piroliz yöntemiyle üretimi
Production of CuAg/ZnO nanocomposite particles by ultrasonic sprey pyrolysis
TOLGA ÇAKMAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN
- Investigations on reducing friction coefficient of MAO coating fabricated on 7075 Al alloy
7075 Al alaşımı üzerinde oluşturulan MAO kaplamanın sürtünme katsayısını azaltmaya yönelik araştırmalar
GİZEM KÜLLÜ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
DR. ÖĞR. ÜYESİ FAİZ MUHAFFEL
- ZnO-TiO2-SiO2 ince filmlerin sol-jel ile sentezlenmesi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of ZnO-TiO2-SiO2 thin films with sol-gel
ENES FURKAN GÜRSES
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiHarran ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜLENT AKTAŞ
- Tasarlanmış ZnO tozların kitosan/polivinil alkol biyobozunur polimerlerin yapısına ve özelliklerine etkilerinin incelenmesi
Investigation of the effects of designed ZnO powders on the structure and properties of chitosan / polyvinyl alcohol biodegradable polymers
YELİZ KÖSE
Doktora
Türkçe
2022
Polimer Bilim ve TeknolojisiEskişehir Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENDER SUVACI