Geri Dön

Nanoelectronics and quantum transport of dirac particles

Dırac partiklerinin nanoelektronik ve kuantum taşınımı

PDF İndir

  1. Tez No: 566184
  2. Yazar: SABER ROSTAMZADEH
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. İNANÇ ADAGİDELİ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Dirac, Kuantum, Nanobilim, Nanoteknoloji, Dirac, Quantum, Nanoscience, Nanotechnology
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Sabancı Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu tez çalı¸smasında, Dirac malzemelerindeki yük ve spin ta¸sınımı üzerinde duruyoruz ve bunların elektronik teknolojiler üzerindeki etkilerini tartı¸sıyoruz. Bu malzemeler, sıradan yarı iletkenlerin ve geleneksel malzemelerin aksine, etkin olarak Dirac denklemine benzer bir denklem ile tarif edilen, ve spektrumları Dirac dügümlerine sahip olan tuhaf bant ˘ yapıları ile bilinir. Özellikle bu malzeme sınıfının iki üyesini, grafeni ve Weyl yarımetallerini gözönüne alıyoruz. ˙ Ilk önce grafenin elektronik özelliklerinin adatom mühendisligi ile de ˘ gi¸stirilmesini ara¸stırıyoruz. Adatom birikiminin grafende kuvvetli bir spin- ˘ yörünge etkile¸simi yarattıgını, ayrıca spin ve vadi serbestlik derecelerini ili¸skilendirdi ˘ gini, ˘ bunun da bir spin-vadi cihazı kullanımıyla vadi destekli spin ta¸sınımını (veya tersini) sagladı ˘ gını gösteriyoruz. Ayrıca, düzensizlikten dolayı grafen serbestlik derecelerinin ˘ ili¸skilendirilmesinin içsel psödospin yükü birikimine ve psödospin polarizasyonununa neden oldugunu, bunun da grafen nanokurdeleden olu¸san bir psödospin anahtar cihazı ˘ yapımında kullanılabildigini gösteriyoruz. Weyl yarımetalleri, ilk ba¸slarda grafenin üç ˘ boyutlu versiyonu olarak alan teorisinin önerdigi kuantum anomalilerini dü¸sük enerjili bir çerçevede incelemek için temel bakı¸s açısından büyük ilgi görmü¸stür. Ayrica, bu malzemelerin elektronik yapısı, bant geçi¸s noktasının egilmesinin dev elektronik iletime ˘ neden olması ve dolayısıyla gelecekteki elektronik endüstrisi için daha elveri¸sli olması nedeniyle de ilginçtir. Weyl yarımetallerinde kiral anomalinin kökenini ve kiral manyetik etkisini analiz etmek için bu sistemlerde aykırı ta¸sınımın kuantum kinetik teorisini inceliyoruz. Sonunda, egik Weyl yarımetallerinin elektronik tepkisini, Weyl konilerine ˘ göreli bir özellik ili¸skilendirerek ara¸stırıyor ve ardından sonuçlarımızı standart dogrusal ˘ tepki yöntemi ile kar¸sıla¸stırıyoruz. Hesaplamalarımız, hem kovaryant ta¸sıma denkleminin hem de Kubo formül yöntemlerinin, deneysel bulgularla kuvvetle uyu¸san dogru ve ˘ e¸sdeger sonuçlar sundu ˘ gunu göstermektedir

Özet (Çeviri)

In this thesis, we concentrate on the charge and spin transport in Dirac materials and discuss their implications in future electronic technologies. These materials are known for their peculiar band structures, which, unlike the conventional semiconductors, is effectively described by the massless Dirac equation, and their spectrum possesses Dirac nodes. We particularly consider two members of this class of materials: graphene and Weyl semimetals. We first investigate the manipulation of the electronic properties of graphene via adatom engineering. We demonstrate that adatom deposition induces a strong spin-orbit interaction in graphene and, furthermore, couples the spin and valley degrees of freedom, which, in turn, allows for the realization of the valley assisted spin transport and vice versa using a spin-valley device. We also show that the coupled degrees of freedom of graphene due to the presence of disorder causes the intrinsic accumulation of pseudospin charge and pseudospin polarization, which, as we demonstrate, can be used to construct a pseudospin switch device built from a graphene nanoribbon. We next study the Weyl semimetals, as the three-dimensional version of graphene, which has attracted strong interest from the fundamental viewpoint, where they constitute a low energy framework to study the quantum anomalies of the field theory. The electronic structure of these materials is also interesting owing to the fact that the tilting of the band crossing point causes giant electronic conduction and hence a more favorable feature for the electronics industry. We study the quantum kinetic theory of anomalous transport in these systems to analyze the origin of the chiral anomaly and chiral magnetic effect in Weyl semimetals. Finally, we study the electronic response of tilted Weyl semimetals by associating a relativistic feature to the tilted Weyl cones and then compare our results with the standard linear response approach. Our calculations show that both the covariant transport equation and Kubo formula methods offer correct and equivalent results which strongly agree with the experimental findings.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    680358

    Nanoelectronics and spintronics with dirac materials: spin properties of graphene, topological insulators, and weyl semimetals

    Dirac malzemeleri ile nanoelektronik ve spintronik: grafen, topolojik yalıtkan ve weyl yarı metallerinin özellikleri

    ALI ASGHARPOUR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    Fizik ve Fizik MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    Prof. Dr. İNANÇ ADAGİDELİ

  2. Tez No

    991188

    The design and transport properties of nano-devices based on two-dimensional semiconductors

    İki-boyutlu yarı iletkenlere dayalı nano-cihazların tasarımı ve taşıma özellikleri

    DOĞUKAN HAZAR ÖZBEY

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)

    DOÇ. DR. ENGİN DURGUN

  3. Tez No

    935744

    Computer based modelling and simulation of electronic and optical properties of CdSe and ZnSe based heterostructure quantum dots

    CdSe ve ZnSe tabanlı heteroyapılı kuantum noktaların elektronik ve optik özelliklerinin bilgisayar tabanlı modellenmesi ve benzetimi

    DERYA MALKOÇ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HİLMİ ÜNLÜ

  4. Tez No

    993903

    Manyetik ve manyetik olmayan iki boyutlu malzemelerin akustik ve optik özelliklerine kusur etkisinin incelenmesi

    Investigation of the effects of defects on acoustic and optical properties of magnetic and non-magnetic two-dimensional materials

    İLKAY ÖZDEMİR

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2026

    Fizik ve Fizik MühendisliğiAydın Adnan Menderes Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ETHEM AKTÜRK

  5. Tez No

    352421

    Manyetik nanopartiküllerin analitik incelenmesi

    The analytical examination of magnetic nanoparticles

    SEMANUR SARIBUĞA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Kimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BİRSEN DEMİRATA ÖZTÜRK

Geri Dön