Physical properties of anatase TiO2 altered by lanthanide atoms
Lantanitler tarafından anataz TiO2 nin fiziksel özelliklerinin değişimi
- Tez No: 416358
- Danışmanlar: PROF. DR. SÜLEYMAN ŞİNASİ ELLİALTIOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Ab initio, Fotokatalitik yöntem, Kumarinler, Lantanoidler, Titanyum dioksit, Ab initio, Photocatalytic method, Coumarins, Lanthanoid, Titanium dioxide
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, anataz TiO2 (101) tabanlı yüzeye tek lantanit atomlarının (Pr, Gd, Er, and Lu) tutunmasının yapısal, elektronik ve optik özellikleri Hubbard U düzeltilmiş yoğunluk fonksiyonu kuramına (DFT+U) dayalı ilk prensipler hesapları kullanılarak incelendi. Burada, lantanit atomları arasında, öncelikle Pr atom üzerinde yoğunlaşmıştır. TiO$_{2}$ ise nedeniyle kimyasal kararlılığa sahip olması nedeniyle çeşitli teknolojik uygulamalarda çeken bir malzemedir. Fotokatalitik gibi teknolojik uygulamaların çoğu TiO2 yapısının fiziksel özellikleri ile ilişkilidir. Lantanitler (Ln) TiO2'nin özelliklerini geliştirmesi nedeniyle iyi dopantlar olarak dikkati çekmiştir. Güçlü korelasyon lokalize Ti 3d ve lantanide (Ln) 4f orbitallerinin kaynaklanmaktadır. Bu katkılama işleminin kolayca meydana geldiğini gösterir. Pr atomun adsorpsiyon enerjileri tüm bağlanma modellerinde yüksek bulunmuştur, yani Pr adsorpsiyon süreci için etkili atomdur. Ln ve yüzey arasındaki etkileşiminin sonucu, bant aralığında kirlilik durumları meydana gelir, TiO$_{2}$ yüzeyinin optik aktivitesini sağlayarak, hem UV-görünür hem de yakın-IR aralığında iyileştirir. Ayrıca, benzoik asit ve kumarin 153 prototip boya moleküllerini kullanılarak adsorbate-takviye etkileşimini inceledik. Moleküler adsorpsiyon enerjisi ve optik özellikleri Ln varlığı ile geliştildi. Buna ek olarak, kumarin 153 (C153) ve indirgenmiş (O-boş) yüzeyleri arasındaki etkileşim göz önüne alındığında, etkili bir yöntem olarak görünmektedir
Özet (Çeviri)
In this thesis, the structural, electronic and optical properties of adsorption of single lanthanide atoms (Pr, Gd, Er, and Lu) in anatase TiO2 (101) substrate have been investigated by using the first-principles calculations based on Hubbard U corrected term density functional theory (DFT+U). Here, among the lanthanides, we have primarily concentrated on Pr atom. TiO2 has attracted a material in various technological applications due to its chemical stability. In most of the technological applications such as photocatalytic TiO2 have been used to relate to its physical properties. Lanthanides (Ln) have drawn the attention as good dopants because of the improved features of TiO2. The strong correlations are arising from the localized Ti 3d and lanthanide (Ln) 4f orbitals. This indicates that the doping process do occur easily. The adsorption energies of Pr atom are found high in all binding models, so Pr is effective atom for adsorption process. The result of interaction between Ln and the surface, impurity states occur into the band gap, this provide the optical activity of the TiO2 (101) surface with improving both the UV-visible and the near-IR range. Also, we have studied adsorbate-dopant interaction using prototypical dye molecules such as benzoic acid and Coumarin 153. Molecular adsorption energies and the optical properties are improved by the presence of Ln. In addition, considering the interaction between Coumarin 153 (C153) and reduced (O-vacancy) surfaces, it seems to be an effective method as much as
Benzer Tezler
- Döndürerek kaplama yöntemiyle elde edilen TiO2 filmlerinin bazı fiziksel özelliklerinin incelenmesi
Investigation of some physical properties of TiO2 films produced by spin coating method
VEYSEL ATAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. DERYA PEKER
- ZnO ve TiO2'nin fiziksel buhar biriktirme (PVD) ile cam üzerinde büyütülmesi; optik, yapısal ve fotokatalitik özelliklerinin araştırılması
Growth of ZnO and TiO2 on glass by physical vapor deposition (PVD); investigation of optical, structural and photocatalytic properties
AHMET ÇETİN
Doktora
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiSivas Cumhuriyet ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ŞİMŞİR
- The optical and structural properties of group II-VI (CdTe) and group IV-VI (TiO2) semiconductor nanocrystals grown in thin film matrix
İnce film matrisinde büyütülen grup II-VI (CdTe) ve group IV-VI (TiO2) yarı iletken nanokristallerinin optik ve yapısal özellikleri
ZAHER NASSAR
Doktora
İngilizce
2018
Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiPROF. DR. MEHMET HİKMET YÜKSELİCİ
- Synthesis of B,F co-doped anatase TİO2/graphene oxide based bodipy decorated cyclophosphazene nanocomposites for photoelectrochemical water splitting
Fotoelektrokimyasal su ayrışımı için grafen oksit temelli bodipy ile dekore edilmiş siklofosfazen – B, F katkılandırılmış TİO2 nanokompozitlerin sentezi
BURCU TOPALOĞLU AKSOY
- Dekstrin ve kumarin katkılı TiO2 filmlerin optik ve morfolojik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of optical and morphological properties of dextrin and coumarin doped TiO2 films
DENİZ DİKÇE
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiHatay Mustafa Kemal ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İDRİS SORAR