First-principles investigation of functionalization of graphene
Grafenin işlevleştirlmesinin ilk prensip teknikleriyle incelenmesi
- Tez No: 336910
- Danışmanlar: PROF. DR. OĞUZ GÜLSEREN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: graphene, adsorption on graphene, graphane, halogen atoms, DFT, plane-wave pseudo-potential calculations
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Tek atom kalı nlı ğındaki grafen, bilinen ilk iki boyutlu nanomalzemedir ve ben-zersiz özellikleri nedeniyle olduk ça ilgi çekmektedir. Ancak, kimyasal olarakaktif olmayan ve bant bo şlu ğu olmayan bu malzemenin, elektronik uygula-malarda kullan m zor olmaktad ır. Çe şitli atomlar n grafen uzerine yap smas bu malzemeyi i şlevsel hale getirmenin bir yoludur. Bu sebeple atomik boyuttagrafen ve halojen atomlar ını n etkile simlerini incelemek i çin, i şlevle ştirilmi s grafensisteminin elektronik ve yap sal özellikleri yo ğunluk fonksiyonlar teorisi kul-lan ılarak irdelenmi ştir. Halojen atomların n yanıs ıra, d üzlem dalga sankipotansiyel metodu ve genelle ştirilmi s gradiyent yakla şı m kullan ılarak QuantumEspresso paketi ile yap ılmıştır. Yap san atom ve grafen sistemi 4 4 periyodikyap da modellenmi stir. Halojen atomlar ve dimer grafenin y uksek simetridekinoktalar na konulup ba glanma enerjileri hesaplanm ıştı r. Farklı kon gurasyon-daki yap lar kar s la st r larak denenmi stir. Sistemlerin bant diyagram ve durumyo gunluk ozellikleri c kar lm st r. CÇal smalar sonucunda, grafen y uzeyine atomba glanmas n n bir ka c elektronvolt b uy ukl u g unde bant aral ığına sahip kararlı yapı lar olu sturdu gu g ozlemlenmi stir. Çal ışı lan yapı ları n aras ında en kararl ıs ıatomlar n n ba ğland ığı sistemdir. Y üksek elektron çekme özelli ği bu yap ını n ko-valent ba ğ olu şturması na ve kararlı olmasına neden olur. Ayr ca, en kararlı kon- gurasyon halojen atomları nı n grafenin alt ve üst y uzeyine yap san durumudur.Anahtar s özc ukler: grafen, grafen üzerinde ba ğlanma, halojen atomlar , yo ğunlukfonksiyonlar teorisi, d üzlem dalga sanki potansiyel hesaplar
Özet (Çeviri)
The graphene sheet is a single-atom thick novel material and attracts greatinterest due to its unique features. However, it is a metallic material with nobandgap, which makes it di cult to integrate in electronic applications. Adatomadsorption is one of the promising ways to make this structure functional. Tothis end, electronic and structural properties of graphene have been investigatedby using density functional theory formalism in order to understand atomic levelinteraction between halogen adatoms and graphene layer. The most commonadatom, hydrogen, has also been studied. In this study, plane-wave, pseudo-potential density functional theory calculations were carried out using generalizedgradient approximations for the exchange correlation potential with the QuantumEspresso package. In order to obtain fully relaxed structures, geometry optimiza-tion has been performed in all of the calculations. The adatom-graphene systemis modelled with a 4 4 graphene supercell. Adsorption energies of halogenadatoms and dimers adsorbed on highly symmetric positions on graphene layerare calculated. Dierent con gurations of adatoms have been tested. Speci cproperties such as band structure and density of states of these system have beeninvestigated. The results show that a fully covered graphene layer is stable andoptimized structures exhibit a band gap of a few eV. The most stable structureamong halogen adatoms is the uorine adsorbed on graphene. It has the highestelectronegativity, which is the reason for high electron transfer from the graphenelayer. This is the reason of the formation of covalent bonds. Furthermore, themost stable con guration is found to be chair con guration with the halogenatoms alternating in both sides of the layer.
Benzer Tezler
- Functionalization of carbon nanotubes
Karbon nanotüplerinin fonksiyonelleştirilmesi
SEFA DAĞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Bölümü
PROF. SALİM ÇIRACI
- Functionalization of group V monolayers and their compounds: Alloying, doping and surface modification
Tek tabaka grup V sistem ve bileşiklerinin fonksiyonelleştirilmesi: Alaşım, katkı ve yüzey modifikasyonu
MUAMMER KANLI
Doktora
İngilizce
2020
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DR. ÖĞR. ÜYESİ ENGİN DURGUN
- İki boyutlu mxene kristallerinin mekanik ve dinamik özelliklerinin temel prensiplere dayalı yöntemler ile incelenmesi ve araştırılması
The investigation of mechanical and dynamic properties of two dimensional mxene crystals by first principles
UĞUR YORULMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEM SEVİK
- 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
2025
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüFotonik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN ŞAHİN
DOÇ. DR. MEHMET YAGMURCUKARDEŞ
- Farklı mof esaslı ilaç taşıyıcı sistemlerin sentezi, karakterizasyonu ve anti kanser etkinliğinin incelenmesi
Synthesis, characterization, and investigation of the anticancer activity of different mof-based drug delivery systems
MAHSA HEIDARNEJAD