ankara toplantısıcvd tabanlı 2 boyutlu geçi metal kalkojenitler ve ... 1999 yıllında tev...

25. Yoğun Madde Fiziği

Ankara Toplantısı

20 Aralık 2019Hacettepe Üniversitesi

Hukuk Fakültesi

Prof. Dr. Mehmet Yüksel Konferans Salonu

ÖZETLER

www.ymf.hacettepe.edu.tr/ymf25/

http://www.ymf.hacettepe.edu.tr/ymf25/

Yoğun Madde Fiziği Ankara Toplantıları Hacettepe Üniversitesi, Hukuk Fakültesi

Prof. Dr. Mehmet Yüksel Konferans Salonu YMF-25 Program, 20 Aralık 2019, Cuma

Güncelleme: 13 Aralık 2019

08:30-09:00 Fuaye KAYIT 09:00-09:05 Emre S. Taşcı (Hacettepe) Açılış

Başkan M. E. Taşgın (Hacettepe) Konuşmacılar, lütfen önceden konuşmanızı yükleyiniz

09:05-09:30 Ç1 Alkan Kabakçıoğlu (Koç) Saç tokası RNA yapılarının katlanma dinamiği ve sarmal

yapı etkisi

09:30-09:55 Ç2 Feridun Ay (Eskişehir

Teknik)

CVD tabanlı 2 Boyutlu Geçiş Metal Kalkojenitler ve

Optoelektronik Aygıt Uygulamaları

09:55-10:10 S1 Sevil Sarıkurt (Dokuz

Eylül)

İki Boyutlu Malzemelerin Termoelektrik Özellikleri

10:10-10:25 S2 Oğuzhan Yücel (ODTÜ) Ag-hBN Kuantum Plasmonik Sistemiyle Tek-Foton

Nanoanten

10:25-11:00 Çay Arası (Fuaye) Posterlerin Görülmesi

Başkan M. Parlak (ODTÜ) Konuşmacılar, lütfen önceden konuşmanızı yükleyiniz

11:00-11:25 Ç3 Filiz Korkmaz (Atılım) Kızılötesi Spektroskopisinin Biyolojik Malzeme

Çalışmalarındaki Potansiyeli

11:25-11:40 S3 Yeşim Moğulkoç(Ankara) İki-boyutlu van der Waals p-n eklemi

11:40-12:05 Ç4 Emre Erdem (Sabancı) Fonksiyonel Nano Malzemelerde Nokta Kursurların

Spektroskopik İncelemesi

12:05-12:20 S4 Berna Akgenç (Kırklareli) Simetrik/asimetrik yüzey modifikasyonların 2-boyutlu

MXene’lerin piezoelektrik özellikleri üzerine etkisi

12:20-13:45 Öğle Arası Posterlerin Görülmesi

Başkan S. Ş. Çetin (Gazi) Konuşmacılar, lütfen önceden konuşmanızı yükleyiniz

13:45-14:10 Ç5 Mustafa Sarısaman

(İstanbul)

Topolojik Weyl Yarımetalde Saçılma Kuramı ve Optik

Uygulamaları

14:10-14:35 Ç6 Ramazan Şahin (Akdeniz) Fano rezonansları ile plazmonik süreçlerin kontrolü

14:35-15:00 Ç7 M.Burçin Ünlü (Boğaziçi) Hastalık Fiziği

15:00-15:15 S5 Esra Eroğlu (Gazi) B(666) Borofen Tabakasının Yüksek Kapasiteli

Hidrojen Depolama Özellikleri

15:15-15:50 Çay Arası (Fuaye) Posterlerin Görülmesi

Başkan B. S. Kandemir Konuşmacılar, lütfen önceden konuşmanızı yükleyiniz

15:50-16:15 Ç8 Yasemin Şafak Asar

(Gazi)

Polimer ara yüzeyli metal-yarıiletken (MPS) yapıların

dielektrik özellikleri ve elektriksel iletkenliğinin

frekans ve voltaja bağlı incelenmesi

16:15-16:30 S6 Neslihan Akçay (Gazi ve

Başkent)

Fotovoltaik Uygulamalar için Cu2SnS3 İnce Film

Soğurucularının Büyütülmesi ve Karakterizasyonu

16:30-16:55 Ç9 Seymur Jahangirov

(UNAM)

Yeni iki-boyutlu malzemelerin hesaplamalı

yöntemlerle keşfi

16:55-17:10 S7 Reyhan Başar

(Dumlupınar)

Bi0,5Sb1,5Te3 Alaşımının Spark Plazma Sinterleme

Yöntemi ile Üretimi ve Termoelektrik Özelliklerinin

İyileştirilmesi

17:10-17:15 Emre S. Taşcı (Hacettepe) Kapanış

25. YOĞUN MADDE FİZİĞİ ANKARA TOPLANTISI, HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ, 20 ARALIK 2019

Teşekkür

1984 yılından bu yana geleneksel olarak düzenlenen Yoğun Madde Fiziği Ankara

Toplantılarının 25'incisi bu yıl 20 Aralık 2019 Cuma günü Hacettepe Üniversitesi (Beytepe)

Hukuk Fakültesi konferans salonunda gerçekleştirilecektir. Bu toplantıda 16 sözlü sunum

yapılması ve çok sayıda poster sunumu yapılması planlanmaktadır. Her yıl olduğu gibi bu yıl

da seçilecek başarılı 3 poster ödüllendirilecektir.

Toplantının düzenlenmesindeki yardımlarından dolayı Meltem Babayiğit Cinali, Çağrı Yücel

ve Furkan Akkaya’ya; organizasyon sırasında tecrübelerinden yoğun şekilde faydalandığımız

Sayın Ali Özdemirkan ve Coşkun Özer’e; toplantının kayıt ücretsiz kalmasını sağlayan

logoları kitapçık ve web sayfamızda yer alan sponsor firmalarımıza ve ayrıca özet kitapçığının

basımını her yıl olduğu gibi bu yıl da üstlenen Sayın Mehmet Türken'e maddi desteklerinden

dolayı teşekkür ederiz. Poster ödülleri bu sene de, Fizik Mühendisleri Odası’nın değerli

desteği ile mümkün kılınmıştır, yönetim kurulu başkanı Sayın Abdullah Zararsız nezdinde,

odamıza teşekkür ederiz.

Ayrıca, her sene toplantının büyük bir ilgi ile düzenlenebilmesini sağlayan siz değerli

katılımcılarımıza can-ı gönülden teşekkürlerimizi sunarız.

YMF Bilim Kurulu

Yasemin Şafak Asar (Gazi Üniversitesi)

Alpan Bek (Orta Doğu Teknik Üniversitesi)

Ceyhun Bulutay (Bilkent Üniversitesi)

Mehmet Çakmak (Gazi Üniversitesi)

S. Şebnem Çetin (Gazi Üniversitesi)

Eyüp Duman (Ankara Üniversitesi)

Oğuz Gülseren (Bilkent Üniversitesi)

Bekir Sıtkı Kandemir (Ankara Üniversitesi)

Süleyman Özçelik (Gazi Üniversitesi)

Mehmet Parlak (Orta Doğu Teknik Üniversitesi)

Emre S. Taşcı (Hacettepe Üniversitesi)

M. Emre Taşgın (Hacettepe Üniversitesi)

Yoğun Madde Fiziği, Ankara Toplantıları Geçmiş Toplantılar

YMF 1 Katıhal Fiziği Toplantısı Hacettepe Üniversitesi 7 Şubat 1984

YMF 2 II. Yoğun Madde Fiziği -

Ankara Seminerleri Bilkent Üniversitesi 1992

YMF 3 III. Yoğun Madde Fiziği -

Ankara Seminerleri Ankara Üniversitesi 1993

YMF 4 IV Yoğun Madde Fiziği -

Ankara Seminerleri Hacettepe Üniversitesi 30 Kasım 1994

YMF 5 Yoğun Madde Fiziği - Ankara

Seminerleri V

Orta Doğu Teknik

Üniversitesi 7 Mart 1997


Seminerleri VI Gazi Üniversitesi 28 Kasım 1997


Seminerleri VII Bilkent Üniversitesi 30 Kasım 1998

YMF 8 8. Yoğun Madde Fiziği -

Ankara Toplantısı Bilkent Üniversitesi 9 Kasım 2001


Ankara Toplantısı Bilkent Üniversitesi 20 Aralık 2002


Ankara Toplantısı Hacettepe Üniversitesi 14 Kasım 2003


Ankara Toplantısı Gazi Üniversitesi 3 Aralık 2004


Ankara Toplantısı Ankara Üniversitesi 18 Kasım 2005


Ankara Toplantısı

Orta Doğu Teknik

Üniversitesi 3 Kasım 2006


Ankara Toplantısı Hacettepe Üniversitesi 2 Kasım 2007


Ankara Toplantısı Bilkent Üniversitesi 7 Kasım 2008


Ankara Toplantısı Gazi Üniversitesi 6 Kasım 2009


Ankara Toplantısı Ankara Üniversitesi 5 Kasım 2010


Ankara Toplantısı

Orta Doğu Teknik

Üniversitesi 25 Kasım 2011




Ankara Toplantısı Hacettepe Üniversitesi 26 Aralık 2014


Ankara Toplantısı Gazi Üniversitesi 25 Aralık 2015


Ankara Toplantısı Ankara Üniversitesi 16 Aralık 2016


Ankara Toplantısı

Orta Doğu Teknik

Üniversitesi 22 Aralık 2017




Onur KuruluHüseyin Zafer Durusoy

Recai EllialtıoğluŞinasi Ellialtıoğlu

Ayşe Çiğdem ErçelebiYalçın Elerman

Tezer Fırat

Bilim KuruluBekir Sıtkı Kandemir

Eyüp DumanOğuz GülserenCeyhun Bulutay

Süleyman ÖzçelikMehmet Çakmak

Saime Şebnem AydınYasemin Şafak AsarMehmet Emre Taşgın

Emre S. TaşcıMehmet Parlak

Alpan Bek

Düzenleme KuruluEmre S. Taşcı

M. Emre TaşgınMeltem Babayiğit Cinali

Çağrı YücelFurkan Akkaya


DOÇ. DR. ALKAN KABAKÇIOĞLU

Doktora derecesini 1999 yılında MIT Fizik

Bölümü’nden (ABD) aldıktan sonra, doktora sonrası

çalışmalarını Weizmann Bilim Enstitüsü’nde (İsrail) ve

Padova Üniversitesi’nde (İtalya) gerçekleştirmiştir. 2005

yılından itibaren araştırmalarını Koç Üniversitesi Fizik

Bölümü’nde sürdürmektedir.

DOÇ. DR. EMRE ERDEM

Doktora derecesini 2006 yılında Almanya Leipzig

Üniversitesi’nde Deneysel Fizik Enstitüsü’nden

almıştır. Ankara Üniversitesi ve Leipzig

Üniversitesi’nde araştırma görevliliği yapmıştır.

Darmstadt Teknik Üniversitesi’nde 3 yıllık doktora

sonrası çalışmasını ardından 2009-2017 yılları

arasında Freiburg Üniversitesi’nde fonsiyonel

nano-malzemeler çalışma grubunun liderliğini

yapmış ve bu çalışmaları sonunda fiziko-kimya ana

bilim dalından Habilitasyon derecesini almaya hak

kazanmıştır. 2018 yılı itibariyle Sabancı

Üniversitesi Mühendislik ve Doğa Bilimleri

Fakültesi’nde öğretim üyesi olarak akademik

çalışmalarına devam etmektedir.

1999 yıllında TEV yurtdışı eğitim bursunu, 2011

yılında Eugaen-Grätz ödülünü, 2017 yılında Fransa

Tours Üniversitesi’nde bir yıl süreyle Marie-Curie

Le Studium Fellowship kazanmıştır.

PROF. DR. FERİDUN AY

Doktora derecesini 2005 yılında Bilkent Üniversitesi Fizik Bölümü’nden almıştır. 2005

yılında, Hollanda MESA + Nanoteknoloji Enstitüsü, Tümleşik Optik Mikro Sistemler

Grubu'na doktora sonrası araştırmacı olarak katılmış ve Kıdemli Araştırmacı olarak devam

etmiştir. 2012 yılında Anadolu Üniversitesi Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümüne

gelmiş ve araştırma altyapısı kurulumuna katkı sağlamıştır. Şu anda Eskişehir Teknik

Üniversitesinde MIDAS (Micro/nano Devices and Systems) araştırma grubunda

çalışmalarına devam etmektedir. Araştırma ve ilgi alanları ise fotonik aygıtlar, aktif ve pasif

fotonik malzemeler, 2B malzeme sistem ve aygıtlar, yonga üzerinde optik yükselteç aygıtlar,

yonga üzerinde katıhal lazer aygıtlar, nanofabrikasyon, mikroçınlaç aygıtlar, vb. dir.

DAVETLİ KONUŞMACILAR


DOÇ. DR. FİLİZ ÖZKAN KORKMAZ

Doktora derecesini 2009 yılında Goethe Üniversitesi,

Biyofizik Enstitüsü’nden (Almanya) aldıktan sonra,

doktora sonrası çalışmalarına aynı yıl orada devam edip,

sonrasında Atılım Üniversitesi Fizik Grubu bünyesine

katılmıştır.

PROF. DR. MEHMET BURÇİN ÜNLÜ

Doktorasını Stevens Institute of Technology'de (ABD)

kuantum tabanlı cihazların simülasyonları konusunda

yaptı. Doktora sonrasında medikal fizik alanına

yoğunlaştı, University of California at Irvine Tıp

Fakültesi'nde beş yıl araştırmacı olarak çalıştı. 2009'dan

beri Boğaziçi Üniversitesi Fizik Bölümü’nde öğretim

üyesidir.

2017-2018 arasında Stanford Üniversitesi Tıp Fakültesi

Laboratory of Artificial Intelligence in Medicine'de

sağlıkta yapay öğrenme konusunda altı ay çalıştı.

Stanford adına gittiği Hokkaido Üniversitesi Tıp

Fakültesi'nde Proton Terapi Merkezi'nde araştırmalar

yaptı.

Mehmet Burçin Ünlü, Boğaziçi Üniversitesi'nde verdiği

fizik derslerinin yanında, 2011'de kurduğu BÜ Medical

Imaging Lab'de, fizik biliminin sağlık alanındaki

uygulamalarını çalışmaya devam ediyor.

DOÇ. DR. MUSTAFA SARISAMAN

University of Miami Fizik Bölümü’nden (ABD) “Target Space Pseudoduality in Supersymmetric

Sigma Models on Symmetric Spaces” tez başlığı ile doktora derecesini almıştır. Sonraki yılda

University of Miami ve Florida International University’de geçici öğretim üyesi olarak dersler

vermiştir. 2010-2017 yılları arasında Prof. Dr. Ali Mostafazadeh ile birlikte Koç Üniversitesi

Fizik Bölümü’nde Spektral tekillikler, Hermisyen olmayan ve PT simetrik kuantum mekaniği ve

saçılma problemleri ile bunların optiksel uygulamaları konularında doktora sonrası araştırmacı

olarak çalışmıştır. 2018 yılından itibaren İstanbul Üniversitesi Fizik Bölümü Matematiksel Fizik

anabilim dalında öğretim üyesi olarak çalışmalarına devam etmektedir.


DR. ÖĞR. ÜYESİ RAMAZAN ŞAHİN

Doktora çalışmalarını İTÜ Fizik Mühendisliği Bölümünde

gerçekleştirmiştir. Lisansüstü çalışmalarında Atomik Kuvvet/Taramalı

Tünelleme Mikroskopisi (Çok-frekanslı görüntüleme, atomik

çözünürlük elde etme vs.) ve Ultra-hızlı (femtosaniye) lazerlerle hüzme

şekillendirme, nano-yapılandırma ve plazmonik uygulamaları üzerine

yoğunlaşmıştır. Doktora sonrası çalışmalarında ise Yüksek Güçlü Lazer

Sistemleri (Yönlendirilmiş Enerji) ve Kuantum plazmonik

uygulamaları üzerine çalışmalar yürütmektedir. Doktora çalışmalarının

tamamlanması ile Araş. Gör. olarak çalıştığı İTÜ’den ayrılmış ve

Akdeniz Üniversitesinde Öğretim Üyesi olarak çalışmalarına devam

etmektedir.

DR. ÖĞR. ÜYESİ SEYMUR JAHANGİROV

Doktora çalışmalarını Bilkent UNAM’da, sürtünme olgusu ve

iki-boyutlu malzemeler konusunda yapmıştır. Doktora sonrası

çalışmalarını İspanya’da Nano-Bio Spektroskopi grubunda

yapmıştır. 2015 yılından beri Bilkent UNAM’da Dr. Öğr. Üyesi

olarak çalışmalar yapmaktadır. Dr. Jahangirov, Yoğunluk

Fonksiyoneli Teorisine dayalı hesaplamalı yöntemleri ilginç

özelliklere sahip yeni malzemeler keşfetmek için

kullanmaktadır. Araştırmalarında termal kararlılık, kuantum

kısıtlanma, ani ve adiyabatik olgular, Friedel salınımları,

eşdoğrusal olmayan mıknatıslanma, modülasyon katkılanması

gibi çeşitli olguları incelemiştir. Hesaplamalı sinirbilimine

duyduğu ilgiden dolayı yakın zamanda Bilkent Üniversitesi

bünyesindeki Sinirbilimi Lisansüstü Programı akademik

kadrosuna katılmıştır.

Dr. Jahangirov Marie Curie Avrupaiçi Kariyer Gelişimi bursu,

BAGEP ve TÜBA-GEBİP ödülü gibi prestijli ödüllere layık

görülmüştür. Yaptığı çalışmalar Nature Materials, Physical

Review Letters, 2D Materials ve Applied Physics Letters gibi

yüksek yaygın etkiye sahip fizik dergilerinde yayınlanmıştır.

DOÇ. DR. YASEMİN ŞAFAK ASAR

2012 yılında Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Anabilim Dalı’ndan doktora

derecesini aldı. 2009 yılında Gazi Üniversitesi Fen Fakültesi Fizik Bölümü’nde Araştırma

Görevlisi olarak işe başladı. Ekim 2017’de Doçent unvanını aldı ve halen aynı yerde Doçent

olarak görevine devam etmektedir.

Çalışma Alanları; Yarıiletken aygıtların üretimi, Elektrik ve dielektrik karakterizasyonu, Yüksek

dielektrikli malzemeler, vb.


Saç tokası RNA yapılarının katlanma dinamiği ve sarmal yapı etkisi

Alkan Kabakçıoğlu

Koç Üniversitesi, Fizik Bölümü, 34450 İstanbul

Saç tokası RNA’lar, iki yarısının nükleotid dizilimi

birbirinin eşleniği olan palindromik nükleik asitlerdir.

Bu moleküller hücre içinde protein üretimini

düzenlemekte rol oynarlar. Bu çalışmada saç tokası

RNA’ların katlanma sürelerinin molekül

kütlesi/uzunluğu ile ölçeklenme davranışını moleküler

dinamik benzetimleri ile inceledik. Bu yapıların

geçtiğimiz yıllarda deneysel olarak ölçülen katlanma

sürelerinin 𝜏(𝐿) ∼ 𝐿1+𝜈 ile tutarlı olduğu

gözlenmiştir (𝜈 ≃ 0.6, Flory üsteli) [1,2]. Bu gözlemi

açıklamakta kullanılan fenomenolojik model [2],

katlanma hızını hibridizasyon noktasındaki

kuvvetlerin etkisiyle hareket eden bağsız segmentler

üzerindeki sürtünmeye bağlıyor [2]. Molekülün bağlı

(hibridize olmuş) kısmını göz ardı eden bu modeli

sınamak amacıyla sadece bağlı bölgeleri farklılık

gösteren iki kaba ölçekli RNA modeli kullanarak

karşılaştırmalı MD benzetimleri yaptık [3].

Modellerden RNA ile benzeşen ve sarmal yapılı olanı

deneylerle tutarlı sonuçlar verirken, dihedral açı

parametresi sarmal olmayan bir yapı verecek şekilde

modifiye edilmiş modelin 𝜏(𝐿) ∼ 𝐿2𝜈 ile tutarlı

biçimde, daha hızlı katlandığını gözledik. İki boyutta

ve sterik etkilerden arındırılmış modellerde de aynı

sıra dışı ölçeklenme davranışını elde ettik.

Bulgularımız ölçülen katlanma sürelerinin molekülün

sarmal yapısı ile yakından bağlantılı olduğunu

gösteriyor. Bu bağlantının altındaki fiziksel

mekanizmayı anlamak amacıyla hibridize bölgelerin

dönme yarıçaplarını incelediğimizde sarmal yapının

benzetim boyunca dengeye yakın durduğunu, sarmal

olmayan yapının ise her zaman denge-dışı kaldığını

gösterdik. Deneylerde gözlenen (1 + 𝜈) üsteli için

bağlı bölgelerin rahatlama sürecini dikkate alan

alternatif bir açıklama önerdik.

Şekil 1: Sarmal olan ve olmayan model RNA

yapılarında katlanma süresi ile polimerin uzunluğu

arasındaki ilişki (MD benzetimleri ile elde edilmiştir).

Bu çalışma TÜBİTAK tarafından

MFAG-114F348 No’lu proje kapsamında

desteklenmiştir.

Kaynakça

1. K. Neupane et al, Phys. Rev. Lett. (2012).

2. R. Frederickx, T. in’t Veld, and E. Carlon, Phys. Rev. Lett. (2014).

3. H. Li and A. Kabakçıoğlu, Phys. Rev. Lett. (2018).

..


Fonksiyonel Nano Malzemelerde Nokta Kursurların Spektroskopik İncelemesi

Emre Erdem

Sabanci University, Faculty of Engineering and Natural Sciences, Materials Sicence and

Nanoengineering, 34956 Istanbul

Elektron paramanyetik rezonans (EPR), eşleşmemiş elektronlara karşı hassas duyarlılığından dolayı çok

kullanışlı bir spektroskopik yöntemdir. Bu çalışmada fonksiyonel nano malzemelerdeki kusur yapısını

anlamak için çok frekanslı EPR spektroskopisi kullanılmıştır. Sunumda i) EPR spektroskopisinin temelleri,

ii) ferroelektrik nano malzemelerdeki kuantum sınırlandırma etkileri ve iii) yarı iletken çinko oksit (ZnO)

nanoparçacıklarındaki içsel kusur merkezlerinin EPR ve Fotoluminesans incelemeleri tartışılacaktır. EPR

spektroskopisinin çalışma prensipleri hakkında kısa bir tanıtım ile başlayarak; PbTiO3, BaTıO3, PbZrTiO3

(PZT) vb. gibi ferroelektrik malzemeler için metal iyonlar (Fe, Mn) ile katkılama (doping) ve nano boyut

etkileri anlatılıcaktır. ZnO yarı iletken nano malzemeler için sunulacaktır. Arıza modelleri tartışılacaktır.

Konuşmanın son bölümünde, yüzey ve çekirdek kusurları ve bu kusurların sıcaklık ve ışık altındaki

reaktiviteleri ZnO yarı iletken nano malzemeler için sunulacak. Buna bağlı olarak ortaya konulan

semi-empirik nokta kusur modelleri de tartışılacaktır.

..


CVD tabanlı 2 Boyutlu Geçiş Metal Kalkojenitler ve Optoelektronik Aygıt

Uygulamaları

Feridun Ay

Eskişehir Teknik Üniversitesi, Elektrik-Elektronik Müh. Bölümü., 26555, Eskişehir

Günümüzde tek atomik katmanlı veya iki boyutlu olarak nitelendirilen malzeme, yapılar ve ilgili

aygıtlara dayalı konularda, beklenen olağanüstü optik ve elektriksel özelliklerinden dolayı,

gerçekleştirilen çalışmaların sayısında büyük bir artış olmuştur. Araştırma grubumuzun CVD

tekniklerini kullanarak yarı iletken 2D MoS2, MoSe2 ve WS2 TMDC büyüme optimizasyon çalışmaları

hakkında sonuçlarımızı aktaracağız. Spesifik olarak, MoS2 katmanlarının ve ilgili FET cihazlarının

kusur konsantrasyonuna ve yaşlanma özelliklerine odaklanılacaktır [1-3]. Son olarak, araştırma

grubumuzda gerçekleştirilen Atomik Katman Biriktirme (ALD) destekli TMDC büyütme ve aygıt

üretme ile ilgili son sonuçlar tartışılacaktır.

Kaynakça:

[1] Bay M., Özden A., Ay F., Kosku Perkgöz N., “Bandgap tuning of Monolayer MoS2(1-x)Se2x alloys by

optimizing parameters”, Materials Science in Semiconductor Processing, 99, 134 – 139, 2019

[2] Şar H., Özden A., Demiroğlu İ., Sevik C., Kosku Perkgöz N., Ay F., “Long‐ Term Stability Control of

CVD‐ Grown Monolayer MoS2”, Physica status solidi (RRL)- Rapid Research Letters, 1800687, 2019

[3] Şar H., Özden A., Yorulmaz B., Sevik C., Kosku Perkgöz N., Ay F., “A comparative device performance

assesment of CVD grown MoS2 and WS2 monolayers”, Journal of Materials Science: Materials in

Electronics, 29, 8785 – 8792, 2018


Kızılötesi Spektroskopisinin Biyolojik Malzeme Çalışmalarındaki Potansiyeli

Filiz KORKMAZ ÖZKAN

Atılım Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Fizik Grubu, Biyofizik Laboratuvarı, 06836, Ankara

Kızılötesi spektroskopisi malzemelerin kimyasal bağ yapısını ortaya koyan, yaygın olarak katı

malzemelere uygulanan bir spektroskopik yöntem olarak Fizik, Kimya, Malzeme Mühendisliği gibi

alanlarda uzun yıllardır yaygın olarak kullanılagelen bir yöntemdir. Kurulum ve işletim

maliyetlerinin görece düşük olması, hızlı sonuç alma, ölçülen malzemeyi bozmaması gibi

özellikleri bu yöntemi cazip kılan etmenlerdir. Biyolojik malzemelerde de kullanılmaya başlanması

yeni olmamasına rağmen, malzemelerin sıvı fazda olması kullanıcıları zorlayan bir faktördür.

Protein, enzim, vücut sıvıları gibi biyolojik malzemelerin doğala en yakın formda, yani sıvı fazda

çalışılması elde edilecek bilgilerin güvenirliliği açısından büyük önem taşımaktadır. Fakat çözücü

olarak kullanılan suyun kendi titreşim bantları orta-kızılötesi bölgesinde diğer bantları

gölgelemekte, ilk çıkan verinin doğrudan kullanılmasına izin vermemektedir. Sıvı fazda örnek

çalışırken, örnek hazırlama aşamasında ya da veri analizi sırasında bu zorluğu aşmanın yöntemleri

mevcuttur. Bir diğer kayda değer zorluk ise titreşim bantlarının genişliğidir. Moleküler grupların

görece daha serbest salınabildiği bu örneklerde emilim bantlarının geometrisi daha çok Gauss

eğrisine benzerlik gösterirler. Bu nedenle, titreşim frekansları birbirine yakın moleküler gruplardan

oluşan örneklerde, bantların üst üste gelmesi, veri analizi sırasında aşılması gereken bir diğer

zorluktur. Matematiksel yaklaşımlarla ve kullanıcının her yöntemin kısıtının farkında olmasıyla

ancak güvenilir sonuçların elde edilebilmesine karşın, dünya çapında bu yöntemin kullanımı

giderek daha da yaygınlaşmaktadır. Klinik çalışmalarda tanıdan tedaviye, moleküler biyolojide

yapı ve fonksiyon analizine kadar pek çok uygulaması bulunmaktadır.


Hastalık Fiziği

Mehmet Burçin Ünlü

Boğaziçi Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Fizik Bölümü, 34342, İstanbul

Sunumumda hastalık fiziği konusundaki son çalışmalarımızı özetleyeceğim. Hastalığın biyofiziğine yumuşak bir

girişle başlayacağım. Bunu, fotoakustik ve akustik mikroskopi, medikal görüntüleme için nanosaniye ve

femtosaniye fiber lazerlerin geliştirilmesi, sesin tespiti için optik cımbız, anjiyogenezin fiziksel modellenmesi,

tümör büyümesi ve ilaç iletimi, proton tedavisinin kısa bir tartışması izleyecektir.

..


Topolojik Weyl Yarımetalde Saçılma Kuramı ve Optik Uygulamaları

Mustafa Sarısaman

İstanbul Üniversitesi, Fizik Bölümü, 34134 Vezneciler, İstanbul

Topolojik malzemeler, büyük sıcaklık değişimleri ve güçlü fiziksel deformasyonlara rağmen topolojik

yapıları ve özellikleri sayesinde azalmayan elektrik ve taşınım davranışları sergileyen yeni kuantum malzeme

türlerinden birisidir. Bu malzemeler özellikle yüzeylerindeki iletken ve içerilerinde de kısmen iletken

olmalarından kaynaklanan ekzotik yapılarından dolayı hem teorik hem de deneysel araştırmacıların oldukça

fazla ilgisini çekmiştir. Bu tür malzemelerin fotonik, kataliz ve kuantum hesaplama alanlarındaki

uygulamaları oldukça yoğun çalışma alanları oluşturmuştur. Bu çalışmada topolojik Weyl yarımetallerindeki

saçılma kuramı incelenerek çeşitli optik uygulamaları gösterilecektir.

Topolojik malzemelerde elektromanyetik saçılma

kuramı incelenerek, s-ve p-polarize dalgaların

oluşturduğu çeşitli kuantum optik olgular

tartışılacaktır. Bu doğrultuda, özel olarak topolojik

Weyl yarımetali ele alınarak bunlara ait Maxwell

denklemlerindeki topolojik terimlerin varlığı ve

etkileri ortaya konulacak ve bu tür malzemelere özgü

transfer matrisi oluşumu yapılacaktır.

Bu malzemelerin manyetik özelliklerinden dolayı

yüzey saçılma modlarında Kerr ve Faraday

rotasyonları oluşmaktadır (Şekil 1’e bakınız).

Şekil 1: Topolojik Weyl Yarımetali için Kerr ve

Faraday Dönmeleri

Bu rotasyonlar, özellikle topolojik Weyl

yarımetallerinde fermi arkların varlığının en açık

göstergelerinden birisidir (Şekil 2). Bu rotasyonların

en önemli sonuçlarından birisi de bu tür malzemelerin

kırılma indislerinin iki farklı moda sahip olarak çifte

kırınım etkisi göstermeleridir. Bu etki dolayısı ile

oluşturulan transfer matrisi, normal bir malzemeden

farklı olarak 4x4 boyutlarındadır.

Şekil 2: Topolojik Weyl Yarımetalinde Weyl nodları

ve yüzeylerde oluşan Fermi arklar.

Topolojik Weyl yarımetaller için elde edilen bu ilginç

sonuçlar, daha önce bilinmeyen farklı modlarda optik

ve fotonik etkilerin ortaya çıkmasına sebep

olmaktadır. Bunun en açık örnekleri (kendine dual)

spektral tekillikler yoluyla elde edilen çift modlu

topolojik lazer[1], çift modlu topolojik CPA (uyumlu

mükemmel absorber) [2] ve SPP (yüzey plazmon

polariton) [3] oluşumlarında görülmektedir.

Çalışmamızda ayrıca bu tür malzemelerde PT-

simetrik yapıların inşasında ne tür koşulların

bulunduğu tartışılarak, PT-simetrik topolojik

malzemelerin oluşum yöntemlerinden

bahsedilecektir.

Kaynakça

1.G. Oktay, M. Sarısaman ve M. Taş, “Lasing with Topological Weyl Semimetals”, to appear in Scientific Reports.

2.G. Oktay, M. Sarısaman ve H. Ghaemi-Dizicheh, “Coherent Perfect Absorption with Topological Weyl Semimetals”

(Gönderim aşamasında).

3.Ş. Taşdemir, M. E. İndap ve M. Sarısaman, “Surface Plasmon Polaritons in Topological Weyl Semimetals”

(Yazım Aşamasında).


Fano rezonansları ile plazmonik süreçlerin kontrolü

Ramazan Şahin

Akdeniz Üniversitesi TBMYO, Elektrik ve Enerji Bölümü, 07058 Antalya

Yüzey plazmon polaritonları bulundukları ortamın kırılma indisine oldukça duyarlıdırlar. Bu nedenle yüzey

plazmonları uyarımı ve elektromanyetik alan lokalizasyonunu dalgaboyu-altı hacimlere hapsederken

şiddetlerinin artırılması plazmonik algıç uygulamaları için oldukça önemlidir. Yüksek şiddette bu alan

lokalizasyonu Fano rezonanslar gibi yeni olguların da keşfedilmesine olanak sağlamaktadır. Bu sunumda;

yapılan bilimsel çalışmalar ışığında Fano rezonansların kullanımı ile plazmonik sistemlerde elektromanyetik

alan şiddeti kontrolü, doğrusal-olmayan optik süreçler (harmonik üretimi vs.), sıra dışı geçirgenlik (Extra-

ordinary transmission) ve plazmonik sensörlerde sensör hassasiyeti artırımı konuları ele alınacaktır.

Metal-dielektrik ara yüzeyinde yüzey plazmonları

uyarımı momentum eşleşmesi ile gerçekleştirilir ve

bu plazmonik sensörlerde yaygın olarak

kullanılmaktadır. Plazmon rezonans dalgaboyu;

kullanılan metal cinsi, ışık kaynağı gelme açısı,

dalgaboyu ve nanoyapıların geometrik özellikleri

değiştirilerek kontrol edilebilir. Diğer taraftan,

nonaboyutlarda ışık-madde etkileşimi 105 kata kadar

elektrik alan lokalizasyonuna olanak sağlayarak

özellikle anten uygulamalarında büyük yer edinir.

İster anten uygulamaları isterse plazmonik tabanlı

sensörler için olsun; elektromanyetik alan

lokalizasyonu yanında spektral genişliklerin oldukça

dar olması rezonans kalite faktörü (FOM-figure of

merit) değerini artıracaktır [1]. Diğer taraftan,

dalgaboyu-altı elektromanyetik alan lokalizasyonu

Kuantum Optik alanı içinde büyük önem

taşımaktadır. Bu alanda; çok küçük kuantum nesne

(kuantum nokta, molekül vs.) plazmonik sistemle

aralarında birkaç nanometre mesafe olacak şekilde

etkileştirilir. Bu yöntemle elde edilen Fano

rezonanslar, kuantum nesnelerin bozulma sürelerinin

(decay rate) plazmonik sistemlerin yaşam-sürelerine

göre daha fazla olması ile elde edilir (karanlık

modların uyarımı veya iki farklı bozulma süresine

sahip plazmonik sistemlerle de Fano rezonanslar elde

edilir [2]).

Fano rezonanslar farklı uygulamalar için

kullanılmaktadır. Fano rezonanslar aynı zamanda

elektromanyetik indüklenmiş geçirgenlik (EIT-

electromagnetically induced transparency) ile de

benzerlik içindedir.

Şekil 1: (sol) Au kaplı AFM tipi ve örnek ve (sağ)lazer ile

uyarım esnasında ara bölgede dalgaboyuna bağlı oluşan

elektrik alan şiddeti dağılımı

Bu konuşmada ilk olarak plazmonik sistemler (Şekil

1 incelenebilecek sistemlere örnek olarak verilebilir)

ve Fano rezonanslar hakkında bilgiler verilecektir.

Daha sonra; kuantum nesne ile elde edilen Fano

rezonansların arkasındaki kuramsal temeller

paylaşılıp, kullanılan yöntemler açıklanarak

(MNPBEM-MatLab, FDTD hesaplamaları vs.)

elektromanyetik alan lokalizasyonu artırımı/azalımı,

FOM değeri artırımı, opak metal ince filmler

üzerinde elde edilen dalgaboyu-altı deliklerde sıra

dışı-geçirgenlik kontrolü ile ilgili örneklemeler

paylaşılacaktır [3], [4].

Kaynakça

[1] Q.-Q. Meng, X. Zhao, C.-Y. Lin, S.-J. Chen, Y.-C. Ding, ve Z.-Y. Chen, “Figure of Merit Enhancement of a

Surface Plasmon Resonance Sensor Using a Low-Refractive-Index Porous Silica Film”, Sensors (Basel, Switzerland),

c. 17, sy 8, Ağu. 2017.

[2] M. E. Taşgın, A. Bek, ve S. Postacı, “Fano Resonances in the Linear and Nonlinear Plasmonic Response”, içinde

Fano Resonances in Optics and Microwaves: Physics and Applications, E. Kamenetskii, A. Sadreev, ve A.

Miroshnichenko, Ed. Cham: Springer International Publishing, 2018, ss. 1-31.

[3] R. Sahin, “Control of EOT on sub-wavelength Au hole arrays via Fano resonances”, Optics Communications, c.

454, s. 124431, Oca. 2020.

[4] R. Sahin, “Improving field localization and figure-of-merit value in plasmonic structures via path-interference

effect”, Superlattices and Microstructures, c. 133, s. 106218, Eyl. 2019.


Yeni iki-boyutlu malzemelerin hesaplamalı yöntemlerle keşfi

Seymur Jahangirov

Bilkent UNAM – Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Merkezi,

Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Enstitüsü, Bilkent Üniversitesi, 06800 Ankara

Kuantum mekaniğinin geliştirilmesinden yüzyıl sonra, artık doğada bile bulunmayan malzemelerin kararlılığını

ve fiziksel özelliklerini tahmin edebiliyoruz. Tahminlerimiz, deneysel çalışmaları yönlendirmek veya anlamak için

yeterli hassasiyete sahiptir. Bu hassasiyete, Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi’ne dayanan ve süper bilgisayarlarda

çalışan verimli algoritmaların kullanımı ile ulaşılır. Yeni iki-boyutlu malzemeleri yapısal tasarımın ardından

hesaplamalı kararlılık testlerine tabi tutulmakta ve kararlı olduğu sonucuna varılan malzemelerin özellikleri

derinlemesine incelenmektedir.

Bor atomlarından oluşan farklı yapılardaki

iki-boyutlu malzemeler (borophene) geniş

bir yelpaze oluşturmaktadır. Çoğunlukla bu

malzemeler metalik özelliğe sahiptir. Yakın

zamanda yaptığımız bir çalışmada

hesaplamalı yöntemlerle keşfettiğimiz yeni

bir borophene yapısını inceledik. Şekil 1’ de

gösterilen cw-Borophene yapısının iki-

boyutta etkisini gösteren bir Peierles

kararsızlığı sonucunda acw-Borophene

yapısına dönüştüğünü tespit ettik. acw-

Borophene yapısının titreşimsel modlarında

hiç imajiner frekanslar bulunmadığından

yapının kararlı olduğuna kanaat getirdik.

Ayrıca, Peierles kararsızlığı sonucunda

acw-Borophene yapısının yarıiletken

özelliği kazandığını gösterdik. Son olarak,

yapının mekanik gerilim altındaki davranışı

incelendi. Düşük gerilim değerlerinde yapı

pozitif Poisson oranına sahip iken belirli bir

eşik değerin üzerinde yapının simetrik ve

metalik faza geçiş yaparak negatif Poisson

değerine sahip olduğunu gösterdik [1].

Bir diğer çalışmamızda selenyum ve tellür

yapılarını inceledik. Selenyum ve tellür

yapıları doğada üç hatveli atomik zincirlerin

bir araya gelmesi ile oluşmaktadır. Bu yığın

yapıların elektrostatik yükleme sonucu

atomik zincir olan ana birimlerine

evrileceğini öngörmüştük. Fakat,

beklentilerimizin aksine yapılar negatif

yükleme altında basit kübik ve pozitif

yükleme altında iki-boyutlu katmanlardan

oluşan bir yapıya dönüştü [2].

Şekil 1: (a) “Centered washboard cw-Borophene” ve

(b) “Asymmetric centered washboard acw-Borophene” olarak isimlerndirilen iki-boyutlu bor yapıları

Kaynakça

1. S. İpek, M. E. Kilic, A. Mogulkoc, S. Cahangirov, E. Durgun, “Semiconducting defect-free polymorph of

borophene: Peierls distortion in two dimensions”,Physical Review B 98, 241408(R) (2018).

2. S. Demirci, H. H. Gürel, S. Jahangirov, S. Ciraci, “Temperature, strain and charge mediated multiple and

dynamical phase changes of selenium and tellurium”, Nanoscale, kabul edildi (2019).


Polimer ara yüzeyli yapılar ve aygıt özelliklerinin belirlenmesi

Yasemin ŞAFAK ASAR1 ve Seçkin ALTINDAL YERİŞKİN2

Gazi Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, Ankara

Gazi Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, Ankara

Bir metal-yarıiletken (MS) yapısında metal ile yarıiletken arasına bir yalıtkan veya polimer ara-yüzey tabaka

yerleştirilmesiyle, MS yapı metal-yalıtkan/polimer-yarıiletken (MIS/MPS) yapıya dönüşür. MS, MIS ve

MPS tipi yapılarda ara-yüzey tabaka ve doğrultucu kontakların oluşturma özelliklerine göre diyot, foto-diyot,

güneş pili ve kapasitör gibi yarıiletken aygıtlar oluşturulabilir ve bu aygıtlar elektronik aygıtların temelini

teşkil etmektedir [1,2]. Ancak geleneksel metotlarla oluşturulan SiO2 ve SnO2 gibi yalıtkan ara-yüzeyli bu

yapılarda istenmeyen kaçak/sızıntı akımları ve yalıtkan ile yarıiletken arasında oluşan ara-yüzey

kusurlarını/tuzaklarını minimize etmek oldukça zordur. Bundan dolayı, son yıllarda klasik metotlarla

oluşturulan yalıtkan/oksit tabaka yerine daha ucuz, esnek, yüksek sıcaklık ve enerji gerektirmeyen sol-jel,

elektro-spin/eğirme gibi kolay metotlarla hazırlanabilen katkılı yüksek-dielektrikli polimer ara-yüzey

tabakalar kullanılmaya başlanmıştır [3-5]. Dolayısıyla, bu çalışmada, metal ile yarıiletken arasına klasik SiO2

yerine nano-karbon katkılı-PVP polimer ara-yüzey tabakalı MPS yapılar oluşturuldu. Bu yapıların dielektrik

özellikleri 1kHz-5MHz frekans aralığında ölçülen deneysel C-V-f ve G-V-f ölçümleri alınarak voltajın bir

fonksiyonu olarak incelendi. Hem C ve G değerleri hem de bu değerlerden elde edilen dielektrik sabiti (’),

dielektrik kayıp (’’) ve elektriksel iletkenlik () değerlerinin hem frekansa hem de voltaja oldukça bağlı

olduğu ve ’ ile ’’ değerleri artan frekansla azalırken değerleri küçük frekanslarda sabit ve orta

frekanslardan sonra artmaya başlamaktadır.

Kaynakça

1. S. M. Sze, Physics of Semiconductor Devices, 2nd ed., Wiley, New York, 1981.

2. Sharma, A., et al., Capacitance-voltage characteristics of organic Schottky diode with and without deep traps. Applied

Physics Letters, 2011. 99(2): p. 130.

3. Buyukbas-Ulusan, A., et al., A comparative study on the electrical and dielectric properties of Al/Cd-doped ZnO/p-

Si structures. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 2019: p. 1-8.

4. Yeriskin, S.A., H.I. Unal, and B. Sari, Electrical and dielectric characteristics of Al/polyindole Schottky barrier diodes.

II. Frequency dependence. Journal of Applied Polymer Science, 2011. 120(1): p. 390-396.

5. Altındal Yerişkin S, The investiagtion of effects of (Fe2O4-PVP) organic interlayer, surface states, and series

resistance on the electrical characteristics and sources of them, J. Electron. Mater: Mater in Electron 30 (2019)

17032-17039.


Berna Akgenç Kırklareli Üniversitesi Esra Eroğlu Gazi Üniversitesi Neslihan Akçay Başkent Üniversitesi Oğuzhan Yücel Orta Doğu Teknik Üniversitesi Reyhan Başar Dumlupınar Üniversitesi Sevil Sarıkurt Dokuz Eylül Üniversitesi Yeşim Moğulkoç Ankara Üniversitesi

SÖZLÜ SUNUMLAR


İki-boyutlu van der Waals p-n eklemi

Y. Moğulkoç1, M. Modarresi2, A. Moğulkoç3, B. Alkan1

1Ankara Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Fizik Mühendisliği Bölümü, 06100, Ankara

2Ferdowsi University of Mashhad, Department of Physics, Mashhad, Iran 3Ankara Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, 06100, Ankara

Yeni uygulama alanları vaat eden iki boyutlu (2D)

malzemeler benzersiz ve sıradışı özelliklere sahiptir.

Tipik olarak, 2D malzemeler yarı iletken gibi

işlevselleştirilip, biçimlendirilebildiğinden, son

yıllarda yoğun madde fiziği çalışmalarında büyük ilgi

görmektedir. Ayrıca yapılan çalışmaların deneysel

olarak sentezlenmeye açık oluşu ve

uygulanabilirlikleri dikkate alındığında ilgiyi daha

çok arttırmaktadır.

Bu çalışmada, tetrathiafulvalene (TTF) ve

tetracyanoquinodimethane (TCNQ) organik

moleküllerinin bir tek tabaka (monolayer) bor fosfit

(MBP) tabakası üzerinde adsorpsiyonuna dayanan

bir p-n eklemi önerilmiştir. TCNQ/ MBP/TTF

yapısının atomik konfigürasyonunu, elektronik

özelliklerini ve taşınım özelliklerini araştırmak için

yoğunluk fonksiyonel teorisi ve basit bir sıkı bağ

(tight-binding) modeli kullanılmıştır. p-n

mekanizması, MBP'nin, zayıf van der Waals

kuvvetleri ile birleştirilen TCNQ ve TTF molekülleri

ile tam olarak kaplanmasıyla elde edilir. Her bir

molekülün MBP üzerindeki adsorpsiyonu, değerlik

ve iletim bantlarına yakın lokalize elektronik

durumlar sağlar; bu p ve n tipi yarı iletkenlerin

karakteristiğidir. Yük taşıyıcı dinamiklerini anlamak

için, lokalize edilmiş durumlar, yerel potansiyel, yük

dağılımı ve dış bir elektrik alanının etkisi altında

doğrultucu akım ile birlikte enerji bantlarının

değerlendirmesi de yapılmıştır.

Şekil 1: TCNQ/MBP/TTF van der Waals p-n ekleminin

şematik görünümü

MBP yapısına ait her iki yüzeyin TCNQ ve TTF

molekülleri ile kaplanmasıyla 2D yapının p-n

eklemine dönüştüğü gösterilmiştir. Ayrıca,

kırmızıaltı bölgede göstermiş olduğu absorpsiyon

özelliği ile TCNQ/MBP/TTF' nin yeni nesil

optoelektronik cihazların önemli bir bileşeni olacağı

düşünülmektedir.

Kaynakça

1. Y. Mogulkoc, M. Modarresi, A. Mogulkoc, and B. Alkan. “Boron Phosphide van der Waals p-n Junction via

Molecular Adsorption”, PHYSICAL REVIEW APPLIED 12, 054036 (2019).

* Bu çalışma Ankara Üniversitesi BAP-Alt Yapı Projesi (No: 17A0443001) ile desteklenmiştir. Hesaplamalar, proje kapsamında

alınan Yüksek Performanslı Bilgisayar Sistemi ile yapılmıştır.


Simetrik/asimetrik yüzey modifikasyonların 2-boyutlu MXene’lerin

piezoelektrik özellikleri üzerine etkisi

Berna Akgenç

Kırklareli Üniversitesi, Fizik Bölümü, 39020, Kırklareli

2-boyutlu (2B) malzemelerin piezoelektrik özellikleri sensörler, aktüatörler ve enerji hasatında kullanılması

bilim camiasında büyük ilgi uyandırmıştır. 2-boyutlu geçiş metal karbitlerden olan Mo2C ve W2C’nin

deneysel olarak sentezlenmiş olup piezoelektrik özelliklerinin şimdiye dek araştırılmamış olması ve

simetrik/asimetrik yüzey modikasyonlarının da deneysel olarak mümkün olması çalışmanın motivasyonunu

oluşturmaktadır. Bu çalışmada simetrik ve asimetrik yüzey modifikasyonlarına sahip Mo2C ve W2C’nin

yapısal, mekanik ve piezoelektrik özellikleri yoğunluk fonksiyonel teorisi (YFT) kullanılarak ilk prensipler

yöntemleri ile incelenmiştir. Yapılan teorik hesaplar asimetrik yüzey modifikasyonlarının (F-Cl, H-F, F-Cl,

H-O) ayna simetrisini kırmasından dolayı düzlem içi piezolektrik katsayılarının aksine, düzlem dışı

piezoelektrik katsayılarına da sebep olduğunu göstermiştir. Bu çalışma MXene’lerin yakın gelecekte 2D

piezoelektrik malzemeler olarak kullanılabileceğini ve bu

bağlamda sentezlenmesi muhtemel olan yapıları ortaya

koymuştur.

MAX fazıyla bilinen Ti3AlC2 bileşeninin

hidroflorik asitte 2-boyutlu (2B) Ti3C2

katmanlarına ayrıştığı ilk kez 2011 yılında

deneysel olarak gözlemlenmiş ve yüksek

teknoloji uygulamalarında gerek deneysel

gerekse teorik olarak oldukça sık kullanılmaya

başlanmıştır [1]. Katmanlı üç bileşenden oluşan

karbitler ve nitratlar (MAX) 70 farklı gruptan

fazla sayıdadır ve böylelikle 2B malzeme grubu

ailesinde çok sayıdaki üyesi ile yakın geçmişte

hızlı bir büyüme kaydetmiştir. MXene’lerin

genel formülü Mn+1XnTx (n=1,2,3) şeklinde

verilmektedir. Burada M geçiş metalini, X

karbon ve/veya azot atomunu ve Tx ise –OH, -O

veya –F gibi yüzey uçlarını göstermektedir.

2B malzemelerde nano ölçekli enerji hasadı

uygulamaları, sensörler ve aktüatörlerin

teknolojik gelişimi açısından piezoelektrik

malzemeler arayışı büyük ilgi görmektedir.

Piezoelektrik etki, mekanik enerjiyi elektrik

enerjisine dönüştürebilen tersinir bir fiziksel

süreçtir. Simetri merkezi olmayan kristallerin

(perovskitelar, MoS2, BN, geçiş metal

dikalkolejenler) piezoelektrik özellikleri

araştırılmasına rağmen, MXene'lerin

piezoelektrik özellikleri ile ilgili az sayıda

çalışma bulunmaktadır.

Bu çalışmada simetrik ve asimetrik formda H, F,

Cl, ve O atomlarından oluşan yüzey

modifikasyonlarına sahip Mo2C ve W2C’nin

Şekil 1: 2-boyutlu MXenelerin simetrik/asimetrik yüzey modifikasyonlarının kristal yapısı

yapısal, mekanik ve piezoelektrik özellikleri

YFT yöntemi ile incelenmiştir.

Bu çalışma ile oldukça sık kullanılan ve yüksek

piezoelektrik katsayısına sahip 2B malzemeler

ile aynı mertebelerde piezoelektrik katsayılar

bulunmuş ve MXene’lerin yakın gelecekte

enerji hasadından sensörlere birçok

uygulamalarda kullanılabileceği sonucuna

varılmıştır.

Kaynakça

1. Naguib, M. Kurtoglu, V. Presser, J. Lu, J. Niu, M. Heon, L. Hultman, Y. Gogotsi, M. Barsoum "Two-

dimensional nanocrystals produced by exfoliation of Ti3AlC2 ", Adv. Mater. 23, 4248-4253 (2011).

2. J. Tan, Y. Wang, Z. Wang, X. He, Y. Liu, B. Wang, M. I. Katsnelson, S. Yuan "Large out-of-plane

piezoelectricity of oxygen functionalized MXenes for ultrathin piezoelectric cantilevers and diaphrams",

Nano Energy 65, 104058 (2019).


Ag-hBN Kuantum Plasmonik Sistemiyle Tek-Foton Nanoanten

Oğuzhan Yücel1, S. Ates2, Alpan Bek1

1 Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fizik Bölümü, 06800 Ankara

2 İzmir Yüksek Tkenoloji Enstitüsü, Fizik Bölümü, İzmir

Kuantum ışık kaynakları, kuantum teknolojilerinin odak noktasıdır. Tek-foton kaynakları

tamamıyla kuantum ışıma özellikleriyle mükemmel birer kuantum teknolojisi elementidir. Bu

bağlamda; quantum noktalar, elmas kusurları, tuzaklanmış atomlar önemli birer tek-foton

kaynağıdır. İki-boyutlu bir malzeme olan hexagonal Boron Nitride (hBN) ve barındırdığı kusur

noktaları; çip uygulamalarında kullanışlı olması, oda sıcaklıgında çalışabilmesi, yüksek parlaklık ve

fotokararlılık özellikleri bu tip tek-foton kaynaklarını araştırma için revaşta bir konu haline

getiriyor. Bu çalışmada, hBN malzemelerde bulunan kusur noktalarından gelen tek foton ışınım

performansını artırmak amacıyla; ışıma noktaları, gümüş nanoantenler ile eşlendi. Evvela

hesaplamalı olarak, plasmonic nanokavitelerin kalite faktörlerini ve kırınım limiltlerinin ötesinde,

ışığın çok küçük hacimlere odaklanabilme özellikleri incelendi. Hesaplar doğrultusunda, nanoanten

üretimi boyut ve şekil optimizasyonu gerçekleştirildi. Akabinde, hBN kusur noktaları mikro-

fotoşınım düzenegi ile avlandı. Güç ve açıya bağımlı ölçümler, belirli bir kusuru karakterize etmek

amacıyla yapıldı. Avlanan kusur noktasının foton istatistigi tek-foton detektörler vasıtasıyla yapıldı.

İncelenen uyarılmış kuantum sistemlerinin yaşamömrü 1-15 nanosaniye civarında gözlendi. Ikinci-

derece korelasyon ölçümleri ile yapılan foton istatistikleri, kusur noktalarının birer tek foton kaynağı

olduğunu gösterdi. Eşleştirme safhasında, çeşitli kusur noktaları tanımlandı. Tam olarak, aynı kusur

noktaları, üzerlerine nanoanten fabrikasyonunun ardından yeniden avlandı ve yukarıda bahsi geçen

tüm ölçümler aynı kusur noktaları için yinelendi. Yarı-belirgen bir şekilde, nanoantenlerin foton

ışıma hızını iki farklı rejimde değiştirdiği gösterildi. Bazı boyutlarda nanoantenler ışınımsızlığı

baskın olan bir etki altında kalırken, göreli olarak daha büyük nanoantenler, ışıma miktarını artırdı.

Uyarılmış yaşam süresi ise iki farklı durum için de kısaldığı gözlendi. Son olarak, bu iki rejim için

de kuantum verimlilik ve Purcell faktörü değerleri, deneysel bulguları teyit etmek amacıyla

hesaplatıldı.

Kaynakça

1. Purcell, E. M. Spontaneous emission probabilities at radio frequencies. Physical Review 1946, 69, 681

2. Tran, T. T.; Bray, K.; Ford, M. J.; Toth, M.; Aharonovich, I. Quantum emission from hexagonal boron

nitride monolayers. Nature Nanotechnology 2015, 11, 37.

3. Chang, D. E.; Sørensen, A. S.; Hemmer, P. R.; Lukin, M. D. Quantum Optics with Surface Plasmons. Phys.

Rev. Lett. 2006, 97, 053002.

.

..


Fotovoltaik Uygulamalar için Cu2SnS3 İnce Film Soğurucularının Büyütülmesi

ve Karakterizasyonu

Neslihan Akçay1, 2, Berkcan Erenler1, Yunus Özen1,3, Valery Gremenok4, Ellen Zaretskaya4 and

Süleyman Özçelik1,3

1Gazi Üniversitesi, Fotonik Uygulama ve Araştırma Merkezi, 06500, Ankara

2Başkent Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, 06790, Ankara 3Gazi Üniversitesi, Fizik Bölümü, 06500 Ankara

4Belarus Ulusal Bilimler Akademisi Bilimsel-Uygulamalı Malzeme Araştırma Merkezi, 220072, Minsk

I-IV-VI kalkojenit fonksiyonel malzemelerden birisi

olan Cu2SnS3 (CTS) üçlü yarıiletkeni, ince film

fotovoltaik uygulamaları için son yıllarda büyük ilgi

görmektedir. CTS bileşiğinin, ince film soğurucu

malzemeleri araştırmalarında önemli bir yere sahip

olan, çevre dostu ve doğada bol bulunan

elementlerden oluşan Cu2ZnSnS4 (CZTS) dörtlü

yarıiletken bileşiğine benzerliği ve CZTS’ye kıyasla

bileşiminin ve faz yapısının, daha kolay kontrolü, bu

malzemeyi daha önemli hale getirmiştir [1]. Bu

çalışmada, CTS filmlerin üretilmesi iki adımdan

oluştu. İlk olarak öncü filmler, elementel katmanların

sıralı bir yığını şeklinde SLG ve Al2O3 kaplı SLG

altlıklar üzerine SLG/Sn/Cu, SLG/Al2O3/Sn/Cu,

SLG/Mo/Sn/Cu ve SLG/Al2O3/Mo/Sn/Cu olmak

üzere, Sn (RF) ve Cu (DC) hedef malzemeleri

kullanılarak magnetron püskürtme yöntemi ile dört

farklı yapıda oluşturuldu. Ardından, öncü filmler,

vakumlu difüzyon fırınında 5,4x100 mbar çalışma

basıncında, 550 C sıcaklıkta 0.6 g toz sülfür (S)

kullanılarak 10 dk, 20 dk, 30 dk ve 40 dk zaman

aralıklarında sülfürize edildi. Sülfürizasyon

işleminde difüzyon fırınının ısıtma hızı 0.1 °C/s

olarak ayarlandı. Oluşturulan polikristal ince

filmlerin yapısal, morfolojik, optik ve elektriksel

özellikleri araştırıldı. XRD ve Raman spektroskopisi

analizleri, farklı sülfürizasyon sürelerine bağlı olarak

filmlerin, baskın halde bulunan Cu2SnS3 yapısının

monoklinik ve tetragonal fazları ile kübik CuS olmak

üzere üç farklı faz içerdiğini gösterdi. Şekil 1, Al2O3

kaplı SLG üzerine büyütülen ve 10 dk sülfürizasyon

yapılan filmin XRD desenini göstermektedir. 10 dk

ve 15 dk sülfide edilen filmlerin Hall etkisi ölçüm

sonuçları, Tablo 1’de verildi. Büyütülen tüm filmler,

p-tipi elektriksel iletkenlik gösterdi.

Şekil 1: Al2O3 kaplı SLG üzerine büyütülen ve 10 dk

sülfürizasyon yapılan Cu2SnS3 filmin XRD deseni

Tablo 1: SLG altlık üzerine büyütülen, 10 dk (C10) ve 15 dk (C15) sülfürizasyon yapılan Cu2SnS3 filmin oda

sıcaklığı-Hall etkisi ölçüm sonuçları

Numune C10 C15

Direnç

(Ohm.cm)

2,12x10-4 4,00x10+21

Taşıyıcı

Yoğunluğu

(1/cm3)

1,36x10-4 7,99x10+21

Mobilite

(cm2/V.s)

7,34 5.72

Filmlerin SEM kesitsel fotoğrafları, sülfürizasyon

süresi arttıkça filmlerin kristal kalitesinin, tanecik

boyutunun ve altlığa adezyonun arttığını ortaya

çıkardı.

Bu çalışma, 2011K120290 nolu proje ile TC Kalkınma Bakanlığı, 118F009 nolu proje ile Türkiye Bilimsel ve

Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) ve Belarus Cumhuriyeti Temel Araştırma Vakfı (BRFFR) ve SLG altlık

temini için Şişecam A. Ş. tarafından desteklenmiştir.

Kaynakça

1. V. R. M. Reddy, R. M. Pallavolu, P.R. Guddeti, S. Gedi, K. K. Y. B. Reddy, B. Pejjai, W. K. Kim, T. R.

R. Kotte, C. Park, “Review on Cu2SnS3, Cu3SnS4, and Cu4SnS4 thin films and their photovoltaic

performance”, Journal of Industrial and Engineering Chemistry 76, 39-79 (2019).


B(666) Borofen Tabakasının Yüksek Kapasiteli Hidrojen Depolama Özellikleri

Esra EROĞLU1, Sezgin AYDIN2, Mehmet ŞİMŞEK2

1Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fizik Bölümü, 06500, Ankara, Türkiye

2Gazi Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, 06500, Ankara, Türkiye

Bu çalışmada, B(666) borofen tabakasına farklı sayı ve konumlarda Li, Mg, Li+Mg ve Ca ek-atomları

katkılanarak oluşturulan sistemlerde hidrojen depolama kapasitelerini arttırmak amacıyla, hidrojen depolama

uygulamaları CLICH ve RICH algoritmaları [1] ile tasarlandı. Hesaplamalar yoğunluk fonksiyonel teorisi

(YFT) kapsamında ilk-prensipler yöntemi ile GGA-PBE yaklaşımı ve DMol3 ile yapıldı. Yapılan

hesaplamalar ve analizler sonucunda, özellikle Li ek-atomlu B(666) sistemlerine yüksek kapasitede (%23,96)

hidrojen depolanabileceği sonucuna varıldı.

B(666) borofen tabakası olarak adlandırdığımız

[2] ( ƞ=1/8 borofen [3]) yapının, son yıllarda

rapor edilen, tüm düzlemsel bor tabakaları

içerisinde enerjetik olarak en kararlı bor tabakası

olduğu bilinmektedir [2]. Çalışmamızda B(666)

borofen tabakasına, öncelikle Li, Mg, Li+Mg ve

Ca ek-atomları eklendi. Oluşturulan bu yeni

sistemlerin geometri optimizasyonları

yapılarak, yapısal, elektronik ve mekanik

özellikleri incelendi. Daha sonra, bu sistemlere

farklı sayı ve konumlarda hidrojen molekülleri

ilave edilerek sistemlerin hidrojen depolama

kapasiteleri araştırıldı. Ek-atom katkılı

sistemlerin ortalama tutunma enerjileri Tablo

1’de verildi.

Yapılan hesaplama ve analizlerden tüm

sistemlerimizin hidrojen depolama

uygulamaları için uygun yapıda olduğu görüldü

(Tablo 1). Li katkılı 2-katmanlı ve 3-katmanlı

sistemler için pil potansiyelleri sırasıyla 1,83V

ve 1,70V olarak bulundu.

Tablo 1: Ek-atom katkılı B(666) sistemlerinde

ortalama hidrojen tutunma enerjileri (Et)

Et (eV)

nH2 Li Mg Li+Mg Ca

1 0,47 0,49 0,34 0,27

2 0,39 0,40 0,34 0,39

3 0,37 0,52 0,29 0,38

4 0,38 0,42 0,36 0,37

5 0,35 0,27 0,33 0,35

6 0,31 0,26 0,25 0,31

Şekil 1: 4H2/Ca/B(666) sisteminin EDIFF

(elektron yoğunluğu farkları)haritalarının üstten ve yandan görünümleri

B(666) borofen tabakanın pil uygulamaları için

potansiyel bir malzeme olabileceğini söyleyebiliriz.

Li, Mg, Li+Mg ve Ca ek-atomlu sistemlerin hidrojen

depolama gravimetrik yoğunlukları sırasıyla %23,96;

%18,51, %20,03 ve %9,56 olarak bulundu. Özellikle

Li ek-atomlu B(666) sistemlerine yüksek kapasitede

(%23,96) hidrojen depolanabileceği sonucuna varıldı.Kaynakça

1. S. Aydın, M. Şimşek, "The enhancement of hydrogen storage capacity in Li, Na and Mg-decorated BC3

graphene by CLICH and RICH algorithms", International Journal of Hydrogen Energy, 44(14), 7354-7370

(2019).

2. E. Eroğlu, S. Aydin, M. Şimşek, "Stability of instrinsic and extrinsic co-decorated boron sheet with Li and

Mg", Computational Condensed Matter, 17, 00345 (2018).

3. J. L. Li, H. Y. Zhang, , G. W. Yang, "Ultrahigh-Capacity Molecular Hydrogen Storage of a Lithium-Decorated

Boron Monolayer", J. Phys. Chem. C, 119, 19681-19688 (2015).

Teşekkür: Tüm hesaplamalar Gazi Üniversitesi'nde yüksek performanslı bilgi işlem merkezi (HPCC) tarafından

gerçekleştirildi.


Bi0,5Sb1,5Te3 Alaşımının Spark Plazma Sinterleme Yöntemi ile Üretimi ve

Termoelektrik Özelliklerinin İyileştirilmesi

Reyhan BAŞARa, Salih Çağrı ÖZERb, Senem SARITAŞc, Servet TURANb, Cem SEVİKd

a Dumlupınar Üniversitesi, Fizik Bölümü, 43000 Kütahya

b Eskişehir Teknik Üniversitesi, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü, 26555 Eskişehir c Ankara Üniversitesi, Fizik Mühendisliği Bölümü, 06100 Ankara

d Eskişehir Teknik Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü, 26555 Eskişehir

Termoelektrik (TE) malzemeler ısı enerjisini elektrik enerjisine ya da elektrik enerjisini ısı enerjisine

dönüştürebilen fonksiyonel malzemelerdir. Çalışmamızda p tipi Bi0,5Sb1,5Te3 TE malzemesine önce

680°C’de 5°C/dk ısıtma hızı ile klasik ergitme-soğutma işlemi uygulanmış sonrasında elde edilen tozlar

450°C’de 30-40-50 MPa basınç altında Spark Plazma Sinterleme (SPS) yöntemi ile sinterlenmiştir. Faz ve

mikroyapı analizi XRD ve SEM ile gerçekleştirilmiştir. Malzemenin elektriksel iletkenlik, Seebeck katsayısı

ve termal iletkenlik değerleri uygulanan farklı basınçlar göz önüne alınarak karşılaştırılmış ve TE verimlilik

değeri (ZT) bulunmuştur.

Bi0,5Sb1,5Te3 malzemesi oda sıcaklığında en yüksek ZT değerine sahip p tipi termoelektrik malzemedir. Bu

motivasyondan hareketle çalışmanın amacı, spark plazma sinterleme esnasında uygulanan basınca bağlı

olarak malzemenin mikroyapısı, elektriksel iletkenliği, termal iletkenliği ve Seebeck katsayısı

değerlerindeki değişimin ZT değerine etkisinin belirlenmesidir. Hızlı ısıtma-soğutma ve sinterleme

esnasında tozlara basınç uygulayabilme özellikleri sebebiyle sinterleme yöntemi olarak SPS seçilmiştir.

Malzemenin 450-500°C arasında bulunan yeniden kristalleşme özelliğinden dolayı sinterleme sıcaklığı

450°C ve altı olarak seçilmiş, hızlı ısıtma-soğutma ve basınç ile tane büyümesi engellenmiştir. Başlangıç

tane boyutu yaklaşık 7µm olan malzemenin sinterleme sonrasında tane boyutunun nm mertebesine indiği

SEM görüntüleri ile belirlenmiştir. Yeniden kristalleşme mekanizması nedeniyle tane boyutunun büyüdüğü

gözlenmiştir. Buna bağlı olarak Malzemenin termal iletkenliği artmış, elektriksel iletkenliği azalmış ve

Seebeck katsayısı 30 MPa ve 50 MPa basınçlar için aynı değeri alırken 40 MPa basınç için azalmıştır. Nihai

olarak elde edilen malzemenin TE verim katsayısı 2,17 olarak elde edilmiştir. Bu değer literatürde şu ana

kadar elde edilmiş en yüksek değer olmakla beraber, Bi0,5Sb1,5Te3’ün TE enerji üretim uygulama süreçleri

konusunda da yüksek verimli malzeme olarak kullanılabilirliğini göstermektedir.

Şekil 1: Bi0.5Sb1.5Te3 malzemesinin XRD faz analizi

Şekil 2: Sinterlenen Bi0.5Sb1.5Te3 malzemesinin a)30MPa b)40MPa ve c)50MPa’da SEM mikroyapı görüntüleri

Tablo 1: Sinterlenen Bi0.5Sb1.5Te3 malzemesinin TE özelliklerine basıncın etkisi

Basınç (MPa) Isıl

İletkenlik

(W/Km)

Elektriksel

İletkenlik

(1/Ωcm)

Seebeck

Katsayısı

(µV/K)

ZT

30 0.605 623 255.6 2.17

40 0.665 569 233.4 1.50

50 0.879 514 253.9 1.21

Meas. data:450 12 kN SPS

Bismuth Antimony Telluride, ( Bi0.5 Sb1.5 ) Te3, 01-080-6663

Inte

nsity

(co

unts

)

0

1000

2000

3000

4000

2-theta (deg)

20 40 60 80

Bismuth Antimony Telluride, ( Bi0.5 Sb1.5 ) Te3, 01-080-6663


İki Boyutlu Malzemelerin Termoelektrik Özellikleri

Sevil Sarıkurt1,3, Tuğbey Kocabaş2, Cem Sevik3

1Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Fakültesi Fizik Bölümü, 35390 İZMİR

2Eskişehir Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 26555 ESKİŞEHIR 3Eskişehir Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği, 26555 ESKİŞEHİR

Günümüzde nano boyut malzeme uygulamaları sayesinde yüksek performanslı termoelektrik malzemelere

olan ilgi ve beklenti artmış, düşük boyutlu termoelektrik malzeme araştırmaları oldukça önem kazanmıştır.

İki boyutlu malzemelerin yığık (bulk) formlarına göre sahip oldukları üstün elektronik ve termal

özelliklerinden dolayı bir hayli ilgi çekmiştir ve birçok uygulama alanındaki potansiyel adaptasyonları

literatürdeki çalışmalarda yer almaktadır. Bu çalışmada Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi (YFT) ve Boltzmann

Taşınım Teorisi (BTT) kullanılarak iki boyutlu malzemelerin Seebeck katsayısı, güç faktörü ve elektronik

uygunluk fonksiyonu hesaplanmıştır.

Sıcaklık farkını doğrudan elektrik enerjisine

dönüştürmesi, termoelektrik (TE) malzemelerin

enerji teknolojileri alanında yoğun bir ilgi çekmesine

neden olmuştur. TE cihazların verimliliği,

malzemeyi karakterize eden termoelektrik değer

katsayısı “ZT = (S2σ/κ)T” ile ifade edilmektedir. S,

σ ve κ sırasıyla Seebeck katsayısı, elektriksel

iletkenlik ve de termal iletkenlik olarak

bilinmektedir. TE malzemelerden en yüksek

seviyede verim elde edebilmek için “ZT” değerinin

yüksek olması gerekmektedir. ZT değerini arttırmak

için yapılan çalışmalar optimum katkılama, bant

mühendisliği ve örgü termal iletkenliğinin azalması

ile güç faktörünü (GF=S2) maksimize etme üzerine

odaklanmıştır. ZT’nin içerdiği S, σ ve κ terimlerinin

birbiriyle ters ilişkili olmasından dolayı, yüksek TE

performansın elde edilmesi konusunda zorluklar

ortaya çıkmaktadır. Etkin olarak TE verimliliği

yüksek malzemeleri belirlemek için Seebeck

katsayısı ile elektriksel iletkenlik arasındaki

korelasyonu veren ve (𝜎 𝜏⁄ ) 𝑆2 𝑁2/3⁄ (: relaksasyon

zamanı, N:hacimsel yük taşıyıcı yoğunluğu)

denklemi ile ifade edilen “elektronik uygunluk

fonksiyonu (EUF)” tanımlanmıştır [1]. EUF, farklı

elektronik yapılara sahip sistemlerde termoelektrik

performans için uygun olan davranışı yakalar [2,3].

Bu fonksiyon, yoğunluk fonksiyoneli teorisi ve sabit

relaksasyon zamanı yaklaşımı altında Boltzmann

taşınım teorisine dayanan hesaplamalardan doğrudan

elde edilebilir [4].

Bu çalışma kapsamında, hem mekanik ve

termodinamik olarak yüksek kararlılığa sahip hem de

uygun yarı-iletken bant genişliğinde 100’den fazla

2B malzemelerin termoelektrik özellikleri (Seebeck

katsayısı, güç faktörü, EUF) YFT ve sabit

relaksasyon zamanı yaklaşımı altında BTT

kullanarak hesaplanmıştır. EUF’nun yük taşıyıcı

yoğunluğuna göre değişim grafiği Şekil-1’de

verilmiştir. Göz önüne alınan malzeme grubu

içerisinden T=300 K ve T=600 K sıcaklıkta p-tipi

Pb2Se2 ve n-tipi AS2’nin en yüksek EUF değerine

sahip olduğu sonucu elde edilmiştir.

Şekil 1: T=300 K’de elektronik uygunluk fonksiyonunun

yük taşıyıcı yoğunluğuna göre değişimi.

Grafikte yer alan malzemelerin Seebeck katsayısı

200V/K<|S|<500 V/K aralığındadır ve elde edilen

EUF değerleri de göz önünde bulundurulduğunda TE

uygulamaları açısından yüksek potansiyele sahip

malzemeler olarak nitelendirilebilirler.

Kaynakça

1. G. Xing, J. Sun, Y. Li, X. Fan, W. Zheng & D.J. Singh, “Electronic fitness function for screening semiconductors

as thermoelectric materials”, Physical Review Materials, 1(6), 065405 (2017).

2. G. Xing, J. Sun, Y. Li, X. Fan, W. Zheng & D.J. Singh, “Thermoelectric properties of p-type cubic and

rhombohedral GeTe”, Journal of Applied Physics, 123(19), 195105 (2018).

3. A. Putatunda, G. Xing, J. Sun, Y. Li & D. J. Singh, “Thermoelectric properties of layered NaSbSe2”, Journal of

Physics: Condensed Matter, 30(22), 225501 (2018).

4. G. K. Madsen, J. Carrete & M. J. Verstraete, “BoltzTraP2, a program for interpolating band structures and calculating

semi-classical transport coefficients”, Computer Physics Communications, 231, 140-145 (2018).

25. YOĞUN MADDE FIZIĞI ANKARA TOPLANTISI, HACETTEPE ÜNIVERSITESI, 20 ARALIK 2019

POSTER SUNUMLARI

25. YOĞUN MADDE FIZIĞI ANKARA TOPLANTISI, HACETTEPE ÜNIVERSITESI, 20 ARALIK 2019

Tam otomatik ve ab initio yüklü hal düzeltmesi

Abdülhak Gözegir, Osman Barış Malcıoğlu

Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fizik, 06800 Ankara

Yüklü kusurlar, malzemenin elektronik, optik ve mekanik özelliklerini büyük ölçüde değiştirir [1]. Bu

değişimlere örnek olarak yarıiletkenlerin iletkenliğini, doğal kristallerin renklerini, materyalin mekanik

özellikleri verilebilir. Aynı şekilde istenmeyen yüklü kusur oluşumu, güneş pilleri ve katı hal depolama

birimleri gibi elektronik yongaların performansını ve ömrünü ciddi miktarda kısaltır. Bilgisayar destekli

metotlar, yüklü kusurların malzemelerin özelliklerini nasıl değiştirdiğini anlamada giderek artan öneme sahip

hale gelmiştir [2]. Ancak yaygın kullanılan periyodik sınır koşulları, uzun menzilli Coulomb etkileşimi

nedeniyle, özellikle yüzey içeren hesaplamalarda sorun yaratır. Bu çalışmada, makine destekli materyal

optimizasyonuna uyumlu şekilde geliştirdiğimiz, ab initio yüklü hal düzeltme metodundan bahsedeceğiz.

Yüklü noktasal kusurlardan doğan uzun mesafeli

Coulomb etkileşimini, sonlu öğe metodu

kullanarak, hızlı olduğu kadar hassas bir şekilde

hesaplanabilir. Fiziksel ve/veya kimyasal etkileri

hesaplamaya uygun nümerik hassaslığa ulaşmak

için adaptif ağ örgüsü optimizasyonu, çift uzay

metodu, ve kesikli Galerkin metodunu kullanıldı

[3]. Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (YFT) ile elde

edilen verinin, sonlu öğe uzayına aktarılması bir

ters diferansiyel problem olarak tanımlanabilir. Bu

ters diferansiyel denklemine denetimli öğrenme

yönetimi kullanarak yaklaşıldı [4]. Makine

öğrenimi kullanarak ters diferansiyel problemini

regresyon problemine dönüştürüldü. Derin

Öğrenmenin farklı metotları denendi. Bunların

içinde en uygun sonuç veren olasılıksal yaklaşım

sağlayan Gaussian Süreç Regresyon (GSR)

olduğunu görüldü [5]. GSR kernel bazlı

parametrik olmayan bir yöntemdir. Parametrik

olmamasının nedeni en uygun eğriyi bulmak için

sabit temel fonksiyonlar kullanmak yerine

kerneller baz alınarak oluşturulan sonsuz sayıda

fonksiyon havuzundan seçmesidir. Bu da daha

hassas bir regresyon yapılmasını sağladı.

Problemin lokal fonksiyonu Radyal Temelli

Fonksiyon veya diğer adıyla Gaussian Kernel’i

kullanarak modellendi.

Şekil 1: YFT'den işlenen verinin sonlu öğe uzayına alınmış

hali.

Kaynakça:

1. Stoneham, A.M., Theory of Defects in Solids: Electronic Structure of Defects in Insulators and Semiconductors.

2001: Oxford University Press.

2. Alkauskas, A., et al., Advanced Calculations for defects in Materials. 2011: Wiley Online Library.

3. A. Logg, K.-A.M., G. N. Wells et al., Automated Solution of Differential Equations by the Finite Element Method.

2012: Springer.

4. Berg, J. and K. Nyström Neural network augmented inverse problems for PDEs. arXiv e-prints, 2017.

5. Rasmussen, C.E. and C.K.I. Williams, Gaussian Processes for Machine Learning. 2006: the MIT Press.

P 01


InGaN/GaN/Al2O3 yapıların yapısal, optik ve morfolojik özelliklerinin sıcaklığa

bağlı olarak incelenmesi

Ahmet Kürşat Bilgili, Ömer Akpınar, Mustafa Kemal Öztürk, Süleyman Özçelik

Gazi Üniversitesi, Fizik Bölümü, 06500, ANKARA

Bu çalışmanın amacı InGaN/ GaN çoklu kuantum kuyusu yapıların, yapısal, optik, termal, morfolojik

özelliklerini incelemektir. Nitrit tabanlı yarıiletkenlerle oluşturulan çoklu kuantum kuyusu yapıları 90’lı

yılların başından beri incelenmektedir. MOCVD tekniği ile büyütülen InGaN/GaN/Safir yapılar aynı zamanda

güneş pili özelliği de göstermektedir. Güneş pili yaygın silikon arsenikli bileşiklerden yapılır. Bizi motive

eden nitratlı yapılarda neler kullanılır. Ayrıca farklı olarak bizi motive eden komposit malzemelere de

literatürden vardık. CdSe, CdS ve benzeri.. Bu yapıların elektriksel özellikleri hariç hemen hemen bütün

özellikleri bu çalışmada incelenmiştir. Önce deneysel teknik ve büyütme şartları sonra yapısal özellikler sonra

optik özellikler ve en son olarak da morfolojik özellikler detaylı olarak verilmiştir.

Literatürde burkulma ve eğim açılarıyla ilgili sadece birkaç çalışma dikkat çekmiştir. Lafford ve

arkadaşları, alaşımın içeriğinin ve ara tabaka kalınlığının AlxGa1-xN/AlN/GaN çoklu yapıların eğim ve

burkulma açılarının üzerindeki etkilerini incelemiştir. Wang ve arkadaşları, parçacık boyutunun eğim

ve burkulma açılarına etkisini, GaN üzerine metal-organik kimyasal buhar biriktirme yöntemiyle

(MOCVD) büyütülen InN’ın etkilerini araştırmışlardır. Lafford ve arkadaşları, GaN epitaksiyel

tabakalardaki burkulmayı, büyütme sıcaklığının bir fonksiyonu olarak ölçmüşlerdir.

• Bu çalışmada InGaN/GaN yapısı 300- 500 C büyütme sıcaklık aralığında 50 C’lik adımlarla

incelenmiştir.

• InGaN/GaN çoklu kuantum kuyusu yapısı c- yönelimli safir alttaş üzerine Kimyasal Buhar

Biriktirme yöntemi ile büyütülmüştür (MOCVD)

• Büyütme sürecinde sıcaklık dışında tüm parametreler sabit tutulmuştur.

• Değişik In oranına sahip InGaN/ GaN yapılar XRD tekniği ile incelenmiştir.

• Optik özellikler FTIR, PL, Transmission ve morfolojik özellikler AFM ve SEM ile

incelenmiştir.

• FTIR ve PL spektrumlarına göre bant aralığı değerlerinin elektromanyetik spektrumda mavi

bölgeye denk geldiği fark edilmiştir. Transmission eğrisine göre ise ışığın 390 nm civarında

tamamen soğurulduğu fark edilmiştir.

• XRD tekniği kullanılarak, örgü parametreleri, stres ve gerilme, dislokasyon yoğunlukları

hesaplanmıştır. FWHM değerleri kullanılarak alternatif bir metod olan WH ile kristal boyutu

hesaplanmıştır.

• AFM ile yüzey pürüzlülük parametresi belirlenmiştir.

P 02


İnce Film Güneş Hücreleri için Tampon Tabaka In2S3 Filmlerinin RF Magnetron

Püskürtme Yöntemi ile Geliştirilmesi

Berkcan Erenler1,2, Neslihan Akçay1,3, Yunus Özen1,4 ve Süleyman Özçelik1,4

1Fotonik Uygulama ve Araştırma Merkezi, Gazi Üniversitesi 06500 Ankara

2Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü, Gazi Üniversitesi 06500 Ankara 3Makine Mühendisliği Bölümü, Başkent Üniversitesi 06790 Ankara

4Fizik Bölümü, Gazi Üniversitesi 06500 Ankara

Son zamanlarda fotovoltaik ve optoelektronik

cihazlardaki potansiyel kullanımından dolayı

III-VI yarıiletken bileşiği indiyum sülfür (In2S3)

büyük ilgi çekmektedir. Özellikle CIGS, CZTS

ve CdTe gibi ince film güneş hücrelerinde,

zehirli CdS tampon tabakasının yerine

kullanılabilecek alternatif bir malzeme olarak

düşnülmektedir. In2S3'ün tampon tabaka olarak

kullanılması ile oluşturulan [1]. Bu çalışmada,

In2S3 filmler, RF magnetron püskürtme yöntemi

ile 220 nm kalınlığında SLG altlık üzerine, ~10-

7 mTorr temel basıncına düşürülen püskürtme

odasında, 20 mTorr Ar gaz basıncı altında, 30 W

RF hedef gücü uygulanarak 150 °C altlık

sıcaklığında büyütüldü. Büyütülen filmin XRD

deseni ve (αhν)2’nin enerjiye (hν) karşılık

değişim grafiği, sırasıyla, Şekil.1 ve Şekil.2’de

verildi.

Şeki 1: Büyütülen In2S3 filmine ait XRD deseni

Filmlerin XRD deseninden (109), (0012) ve

(2212) yönelimlerinde gözlemlenen kırınım

piklerinden tetragonal yapıda oluştuğu

belirlendi (JPDS Card No. 25-390). UV-Vis

ölçümünden elde edilen optik geçirgenlik

(Şekil.2a) ve soğurma spekrumundan (Tauc

eğrisi) (Şekil.2b), büyütülen filmin enerji bant

aralığı 2.55 eV olarak hesaplandı. Direkt bant

aralığı olarak elde edilen bu değer literatürle

uyum içerisindedir [1].

Şekil 2: Büyütülen In2S3 filminin (a)optik geçirgenlik ve (b) (αhν)2’nin enerjiye karşılık değişim grafiği

Geliştirilen filmin güçlü optik soğumasının <500 nm

bölgesinde olduğu ve 500 nm’den büyük

dalgaboylarında yüksek optik geçirgenliğe sahip

olduğu Şekil.2’den görülmektedir. Bu özelliği

sayesinde, geliştirilen In2S3 filminin, bant aralığı 1.5

eV civarında olan CTS, CZTS gibi ince film güneş

hücrelerinde n-tipi tampon katman olarak

kullanılabilir olduğu değerlendirilmektedir. Teşekkür: Bu çalışma, 2016K121220 nolu proje ile

CSBB, 118F009 nolu proje ile TÜBİTAK ve Belarus

Cumhuriyeti Temel Araştırma Vakfı (BRFFR) ve SLG

altlık temini için Şişecam A. Ş. tarafından

desteklenmiştir.

Kaynakça

1. Y. Ji, Y. Ou, Z.Yu, Y.Yan, D. Wang, C. Yan, L.

Liu, Y. Zhang, Y. Zhao, “Effect of film thickness

on physical properties of RF sputtered In2S3

layers”, Surface and Coatings Technology, 276,

587-594 (2015).

(a) (b)

P 03


CaMgZn5 Bileşiğinin Mekanik ve Elektronik Özelliklerinin İncelenmesi

Büşra Çal1, Merve Korkmaz1, Hacı Özışık1,2

1Aksaray Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Nanoteknoloji ABD, 68100 Aksaray

2Aksaray üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi Fizik Bölümü, 68100 Aksaray

CaMgZn5 bileşiği deneysel olarak sentezi yapılmış ve analiz sonucu ortorombik Pnma (No. 62, Z = 4) CeCu6 tipi

yapıda kristalize olduğu çok kısa süre önce yapılan çalışmada tespit edilmiştir [1-2].

Bu çalışmada deneysel değerler esas alınarak, CaMgZn5 kristalinin temel durum örgü parametreleri, hacmi,

atomlar arası uzaklıkları ve atomik pozisyonları (yapısal özellikler) ilk ilkeler metodu kullanılarak enerji

minimizasyonu sonucu elde edildi. Bulunan değerlerin deneysel verilerle uyum içerisinde olduğu görüldü. Bu

değerler kullanılarak elektronik, mekanik ve titreşimsel özellikler ab-initio teknikleri ile incelendi. Zor-Zorlanma

yöntemi [3] kullanılarak elde edilen ikinci dereceden elastik sabitleri (Cij) yardımıyla malzemenin polikristal bulk

modülü, kayma modülü, Young modülü ve Poisson oranı hesaplandı. Ayrıca aynı veriler kullanılarak malzemenin

2 ve 3 boyutta elastik anizotropisi ve Vickers sertlik değeri tespit edilerek tartışıldı.

Tüm hesaplamalar Yoğunluk Fonksiyonel Teorisine (DFT) dayalı Genelleştirilmiş Gradyant Yaklaşımı (GGA)

kullanılararak VASP paket programı [4, 5] yardımıyla gerçekleştirildi. Elastik anizotropi için ELATE [6],

titreşimsel özellikler için ise Phonopy [7] yardımcı programları kullanıldı.

Şekil 1: CaMgZn5 bileşiğinin kristal görünümü

Kaynakça

1. K. Köhler and C. Röhr, “Zn-rich Zincides of the Ternary System Ca–Mg–Zn: Synthesis, Crystal structure, Chemical

Bonding”, Journal of Inorganic and General Chemistry 645(3), 219-232 (2019)

2. M. Ruck, G. Portisch, H. G. Schlager, M. Sieck, H. V. Lohneysen, “Structure and Electrical Resistivity of the Heavy

Fermion Compound CeCusAu”, Acta Crystallographica B49, 936-941 (1993).

3. Y. Le Page and P. W. Saxe, Phys. Rev. B 63, 174103 (2001).

4. G. Kresse, J. Furthmüller, Phys. Rev. B 54, 11169 (1996).

5. G. Kresse, D. Joubert, Phys. Rev. B 59, 1758 (1999).

6. R. Gaillac, P. Pullumbi and F-X. Coudert, "ELATE: an open-source online application for analysis and visualization of

elastic tensors", J. Phys. Condens. Matter 28, 275201 (2016).

7. A. Togo and I. Tanaka, Scr. Mater. 108, 1-5 (2015).

P 04


Farklı Mıknatıs Dizilimleri ile Oluşturulan Klavuzlayıcı Yolların Külçe MgB2

Süperiletkeninin Manyetik Kaldırma Kuvveti Üzerine Etkisinin Araştırılması B. Savaşkan1, M. Abdioglu2, S. B. Güner3, K. Ozturk4

1Karadeniz Teknik Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Enerji Sistemleri Mühendisliği, 61800, Trabzon

2Bayburt Üniversitesi, Eğitim Fakültesi, Fen Bilgisi Eğitimi Bölümü, 69000, Bayburt

3Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, Rize

4Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, 61080, Trabzon

MgB2 külçe süperiletkenleri günümüzde üretim yöntemleri ve kriyojenik sistemlerdeki gelişmelerle, yüksek

sıcaklık süperiletkenleri (HTS) gibi manyetize edildiklerinde 5 T ya kadar tuzaklanan alan mıknatısı (TFM) olarak

kullanılmaktadırlar. HTS lerle kıyaslandığında daha düşük çalışma sıcaklığı (39 K) gerektirmelerine rağmen,

MgB2 külçelerinin nispeten düşük üretim maliyeti, üretim kolaylığı, düşük yoğunluğu nedeniyle hafif olması, daha

homojen kritik akım yoğunluğuna ve daha az mekaniksel probleme sahip olmaları bu malzemeye olan ilginin

artmasını sağlamıştır. Külçe süperiletkenlerin güçlü diamanyetik özellikleri kalıcı mıknatıs (PM) ile külçe

süperiletken arasında kararlı bir manyetik kaldırma kuvvetine neden olur. Bu eşsiz özellik nedeniyle günümüzde

HTS malzemeler, manyetik yataklarda ve manyetik olarak havalanmış ulaşım araçlarında (Maglev Trenleri)

yaygın olarak kullanılmaktadır. Geleneksel Maglev sistemlerinde, külçe süperiletken ve manyetik kılavuzlama

yolu (permanent magnetic guideway, PMG) arasındaki etkileşimin sonucu oluşan manyetik kaldırma kuvveti,

süperiletken malzemenin özelliklerine, PMG yolunun dizilimi ve manyetik alan dağılımına, ölçüm sıcaklığı ve

yüksekliğine, soğutma yüksekliği (cooling height, CH) ve şartları (ZFC, FC) gibi pek çok değişkene bağlıdır.

Literatürde HTS malzemelerin manyetik kaldırma kuvvetinin iyileştirilmesi ile ilgili birçok çalışma olmasına

rağmen, MgB2 külçe süperiletkeni ve mıknatısların farklı dizilimleri ile oluşturulan farklı PMG yollarının

kullanılması ile kaldırma kuvveti arasındaki ilişkinin araştırıldığı bir çalışma mevcut değildir.

Bu çalışmada, literatürde “Halbach PMG” ve “Geleneksel PMG” olarak adlandırılan iki farklı kılavuzlama

yolunun külçe MgB2 süperiletkeninin manyetik kaldırma kuvveti üzerine etkisini, farklı soğutma yüksekliklerinde

(CH=10, 20 and 70 mm) ve 37 K ölçüm sıcaklığında alansız soğutma (ZFC) ve alan altında soğutma (FC)

rejimlerinde deneysel olarak ilk kez araştırdık.

-0.10 -0.08 -0.06 -0.04 -0.02 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

Mag

ne

tic F

lux D

ensity (

T)

x (mm)

Bx

Bz

B

(a)PMG-H

-0.03 -0.02 -0.01 0.00 0.01 0.02 0.03

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

Mag

ne

tic F

lux D

ensity (

T)

x (mm)

Bx

Bz

B

(b)PMG-C

(c)

Şekil 1. (a) Halbach, (b) Geleneksel PMG dizilimlerinin manyetik akı

Yoğunluğu dağılımları, (c) Halbach (d) Geleneksel PMG ile MgB2

süperiletkeni arasındaki manyetik kaldırma kuvvetinin düşey

mesafeye göre değişimi.

0 10 20 30 40 50 60 70 80

-3

0

3

6

9

12

15

18

30

PMG 7

30 20 30 20 30

z

0

x

y

(d) T=37 K, ZFC

Halbach PMG

Levitation F

orc

e, F

z (

N)

Vertical Distance, z (mm)

CH=10 mm

CH=20 mm

CH=70 mm

0 10 20 30 40 50 60 70 80-3

0

3

6

9

12

15

18

20 20

y

z

x

0

PMG16

Levita

tion

Fo

rce

, F

z (

N)

Vertical Distance, z (mm)

CH=10 mm

CH=20 mm

CH=70 mm

(c) T=37 K, ZFC

Conventional PMG

P 05


İki Boyutlu Malzemelerin Piezoelektrik Özellikleri

Cihan Arlıa, Tuğbey Kocabaşa, Cem Sevikb

aEskişehir Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü TR

26555 bEskişehir Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü TR 26555

Piezoelektrik malzemeler günlük yaşantıda ve yüksek teknoloji uygulamalarında sıkça kullanılmaktadır. Bu

nedenle daha yüksek piezoelektrik özellik gösteren yeni malzemeler bulunması önemli bir hale gelmiştir. İki

boyutlu malzemeler gösterdikleri istisnai özellikler sonucunda bilim dünyasının dikkatini çekmiştir. Bu

araştırmamızda deneysel çalışmalara ışık tutması için 109 farklı iki boyutlu malzemenin piezoelektrik

özelliklerini Yoğunluk Fonksiyonel Tedirgeme Teorisi kullanarak incelenmiştir.

Bir malzemenin piezoelektrik özellik göstermesi

için ters merkezi simetriye sahip olmaması

gerekmektedir. Günümüz malzeme

araştırmalarının odağı haline gelmiş iki boyutlu

malzeme ailesi içerisinde söz konusu simetriye

sahip olmayan ve dolayısı ile yüksek

piezoelektrik etki gösterebilecek çok sayıda

katmanlı yapı bulunmaktadır. Bu potansiyeli

araştırmak ve olası etkin iki boyutlu piezolektrik

malzemeleri belirlemek amacı ile literatürde

termodinamik olarak kararlılığı rapor edilmiş

yarı iletken katmanlı malzemeler üzerinde

Yoğunluk fonksiyonel Tedirgeme yaklaşımını

kullanarak malzeme tarama tabanlı bir çalışma

gerçekleştirilmiştir. Bu aşamada, fonksiyonel

etkisini de saptamak amacı ile hem LDA (Local

Density Approximation) hem de PBE (Perdew-

Burke-Ernzerhof) türü sankipotansiyelleri

kullanılmıştır.

Araştırmalar sonucunda 109 adet iki boyutlu

malzemenin GeSe, MoSSe, BiTeI, GaS, MoS2

ve h-BN prototipleri altında piezoelektrik

katsayıları araştırılmıştır. Bu prototipler altında

hesaplanan malzemelerden en yüksek

piezoelektrik katsayısına sahip olanlar Tablo-

1’de verilmiştir. Bu malzemeler ve hesaplanan

birçok malzeme şu anda piezoelektrik

uygulamalarda kullanılan üç boyutlu

malzemelere benzer değerler göstermektedir

[1,2].

Tablo 1: En Yüksek Piezoelektrik Sabite Sahip

Malzemeler

MoSSe Prototipi

Malzeme e11 (10-10 C/m) d11 (pm/V)

PBE LDA PBE LDA

BrSSb 11,66 8,33 503,62 173,85

ISSb 11,33 8,59 195,62 90,65

BrSbSe 9,83 7,12 141,32 76,53

BiTeI Prototipi


PBE LDA PBE LDA

AsIS 21,23 13,32 95,75 40,88

AsBrS 13,94 9,35 49,36 27,26

AsClS 11,88 7,81 36,65 20,85

MoS2 Prototipi


PBE LDA PBE LDA

PbS2 2,38 1,98 91,70 87,26

Şekil 1: (a)GeSe, (b)MoSSe, (c)BiTeI, (d)GaS, (e)MoS2

and (f)h-BN prototiplerinin üst ve yandan görüntüleri

Kaynakça

1. Bottom, V. E. Measurement of the Piezoelectric Coefficient of Quartz Using the Fabry−Perot Dilatometer. J.

Appl. Phys. 1970, 41, 3941−3944.

P 06


2. Vurgaftman, I.; Meyer, J. R. Band Parameters for Nitrogen- Containing Semiconductors. J. Appl. Phys. 2003,

94, 3675−3696.

Al katkılı Co:ZnO Nano Filmlerin Empedans Özelliklerinde Metal Oksit Tampon

Tabaka Etkisi

Ebru Güngör ve Tayyar Güngör

Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü, 15030, Burdur.

Geçiş metali ile katkılanan ZnO tabanlı yapıların optik

ve elektriksel davranışı, optoelektronik ve spintronik

aygıt uygulamaları için oldukça ilginçtir. Bu çalışmada

geçiş metali (Co) ile eş zamanlı metal iyonu (Al)

katkısının ve farklı metal oksit (ZnO, ITO) tampon

tabakaların elektronik davranışa etkisi empedans

spektroskopi tekniği ile incelenmiştir. Araştırma

laboratuarlarımızda, kalınlıkları 20-2500nm aralığında

değişen, tek fazlı, homojen, düşük yüzey pürüzlülüğüne

sahip metal oksit (MO) film tabakaların çeşitli alttaş

yüzeylerine büyütülmesi, sol-gel teknikle ve

geliştirdiğimiz eş zamanlı üretim birimleriyle

gerçekleştirilmektedir. Sol-gel tekniği ile üretilen Al

katkılı Co:ZnO (ACZO) nano filmlerin empedans

özellikleri, yapısal ve optik karakterizasyon

teknikleriyle birlikte irdelenmiş ve uyumlu katmanlı

metal oksit örnek sistemlerinin analizleri yapılmıştır.

Co:ZnO temel yapısına farklı konsantrasyonlarda Al

katkısı yapılarak elde edilen ACZO nano filmlerin X-

ışını kırınım (XIK) ölçümleri, ZnO tampon tabaka

üzerindeki örnek sistemi için ZnO tampon tabakanın

hekzagonal wurtzit yapısının, ITO tampon tabaka

üzerindeki örnek sistemi için ise ITO’ya ait

karakteristik özelliklerinin baskın etkisi olduğunu

göstermiştir. Örneklerin birkaç yüz nm civarındaki film

kalınlıkları, deneysel olarak elde edilen optik

geçirgenlik spektrumları vasıtasıyla kullanılan uygun

iteratif tekniklerle belirlenmiştir. Cam ve metal oksit

tampon tabaka üzerine büyütülen ACZO yapılarının

100Hz-5MHz frekans aralığında ve oda sıcaklığında

elde edilen empedans spektrumlarında, düşük frekans

bölgesinde empedans değerlerinin yüksek, ac

iletkenliklerinin ise düşük olduğu görülmüştür. Orta ve

yüksek frekans bölgesinde ise empedans değerleri

azalmakta ve ac iletkenlikleri artmaktadır. Bu sonuç,

düşük frekanslarda ACZO/MO örnek yapılarının

içerdiği grain sınırlarının yüksek dirençli olması

nedeniyle ortaya çıkmaktadır.

Şekil 1: (a) ZnO tampon tabaka üzerine biriktirilen ve (b)

ITO tampon tabaka üzerine biriktirilen (Al,Co):ZnO

filmlerin empedans ölçümlerinden elde edilen Z′′-Z′

spektrumları.

Bu çalışma, Türkiye Bilimsel ve Teknik Araştırma

Kurumu (TÜBİTAK) tarafından 116F046 numaralı

proje ve Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi

tarafından 0324-NAP-16, 0356-NAP-16, 0253-MP-

14, 0172-NAP-13, 0173-NAP-13, 110-NAP-10 ve 100-

NAP-10 numaralı projelerle desteklenmiştir.

P 07


Grafen Yüzeyinde Metalik Çıpalar: Yeni Nesil Gaz Sensörleri

Çağıl Kaderoğlu1, Amir Nasser Shamkhali2, Şinasi Ellialtıoğlu3

1Ankara Üniversitesi, Fizik Mühendisliği Bölümü, 06100, Ankara, Türkiye

2Mohaghegh Ardabili Üniversitesi, Kimya Bölümü, 5619911367, Erdebil, İran 3TED Üniversitesi Temel Bilimler, 06420, Ankara, Türkiye

Bu çalışmada, grafen üzerine tutunan nano boyutlu metal kümelerinin grafenin DC iletkenliği/özdirenci üzerinde

yarattığı etkiler Yoğunluk Fonksiyoneli Teorisi’ne (DFT) dayalı ab-initio yöntemler kullanılarak incelenmiştir.

Gaz sensörleri, ortamdaki yanıcı, patlayıcı ve

toksik gazları tespit etmek için kullanılan

cihazlardır. Gündelik yaşam alanları, endüstri,

madencilik, çevresel izleme, ilaç sanayi, askeri

ve havacılık uygulamaları gibi pek çok alanda

kullanılırlar [1–4]. İnorganik yarıiletkenler,

metal oksitler ve iletken polimerler gibi çeşitli

malzemeler sensör geliştirilmesi amacıyla

incelenmiştir ancak bu sensörlerin, yüksek

maliyet, düşük gaz konsantrasyonunda algılama

güçlüğü, kısa ömür ve yüksek güç tüketimi gibi

dezavantajları vardır. Bu noktada grafen ve

karbon nano-tüpler, ve diğer karbon tabanlı

malzemeler iyi birer sensör adayı olarak ortaya

çıkmaktadır. Karbon tabanlı malzemeler içinde

grafen, düzlemsel yapısı gereği diğerlerine

kıyasla daha avantajlı sayılabilir, çünkü bu

yapısal durum, standart mikro-fabrikasyon

teknikleri açısından çok daha kullanışlıdır [5].

İnce yapısı dolayısıyla grafenin taşıyıcı

konsantrasyonunda meydana gelen küçük bir

değişiklik, elektriksel iletkenliğin/özdirencin

belirgin bir şekilde değişmesine neden olabilir.

Grafen gaz sensörlerinin temel çalışma

mekanizması, Fermi seviyesinde (dolayısıyla da

elektriksel iletkenlikte) meydana gelen bu

değişimin dedekte edilmesine dayanır.

Farklı sektörlerdeki farklı hedef gazlar için gaz

sensörlerinin dedeksiyon hassasiyetleri oldukça

kritik bir parametredir. Dolayısıyla günümüzde,

grafen yüzeyinin gaz seçiciliğini arttıracak bazı

yöntemlerin geliştirilmesi üzerine çalışmalar

yapılmaktadır. Grafenin yüzeyini çeşitli atom ve

molekül grupları ile modifiye etmek bu

yöntemlerin başlıcalarından biridir.

Bu çalışmada, Nikel ve Paladyum metallerinin

grafenin gaz deteksiyon özellikleri üzerindeki

etkisi DFT hesapsal yöntemleri kullanılarak

araştırılmıştır. Grafen yüzeyine tutunan farklı

büyüklüklerde metal gruplarının, H2, CO, CO2,

NO ve NO2 gibi gazlarla temas ettiğinde yüzeyin

elektriksel ve optik özelliklerinde meydana

getirdiği değişimler incelenmiştir. Bu amaçla,

hedef gaz moleküllerinin metal/grafen yüzeyine

olası tutunma noktaları belirlenmiş ve bu

konfigürasyonların durumlar yoğunluğu (DOS)

ile elektron enerji kaybı grafikleri (EELS) elde

edilmiştir.

Şekil 1: Metal/Grafen yüzeyi sisteminin gaz molekülü

ile etkileşiminin temsili gösterimi. (Kahverengi toplar

karbonu, kırmızı oksijeni, siyah ise metal kümeyi temsil etmektedir.

Teşekkür: Bu çalışma TÜBİTAK 118F210 numaralı proje tarafından desteklenmektedir.

Kaynakça

1. X.. Liu, S. Cheng, H. Liu, D. Zhang, and H. Ning, “A Survey on gas sensing technology” Sensors 12, 9635–9665 (2012).

2. W. Yuan and G. Shi, “Graphene-based gas sensors” J. Mater. Chem. A 1, 10078–10091 (2013).

3. S. S. Varghese, S. Lonkar, K. K. Singh, S. Swaminathan, and A. Abdala, “Recent advances in graphene based gas sensors “Sensors and Actuators B 218, 160–183 (2015).

4. F-L. Meng, Z. Guo, X-J. Huang, “Graphene-based hybrids for chemiresistive gas sensors” Trends in Analytical Chemistry 68, 37–47 (2015)

5. H. J. Yoon, D. H. Jun, J. H. Yang, Z. Zhou, S. S. Yang, M. C-C. Cheng, “Carbon dioxide gas sensor using a graphene sheet” Sensors and Actuators B 157, 310– 313 (2011).

P 08


X-ışını Raman Saçılma Spektroskopisi ve Uygulamaları

Didem Ketenoğlu1 , Georg Spiekermann2 , Manuel Harder3 , Hasan Yavaş4

1Ankara Üniversitesi, Fizik Mühendisliği, 06100, Ankara

2University of Potsdam, Institute of Earth and Environmental Science, Potsdam 3Photon Science at DESY, Hamburg

4 SLAC National Accelerator Laboratory, California

Şekil 1: Tipik XRS spektrumu

Rezonans- ve elastik-olmayan X-ışını saçılma spektroskopisi (X-ışını Raman saçılma spektroskopisi)

malzemedeki kor elektron uyarılmalarının araştırılmasında kullanılan, 3. nesil sinkrotron ışınımına dayalı bir

spektroskopik yöntemdir. X-ışını Raman Saçılma (XRS) spektroskopisi, sert X-ışınları (10 keV) ile yumuşak X-

ışınları bölgesindeki (50-1000 eV) kor elektron uyarılmalarını (Oksijen K-, Karbon K- soğurma enerjileri vb.)

vakum ortamı gerektirmeden ölçmeye imkan verdiğinden, sıra dışı koşullardaki örnek ortamları için, X-ışını

soğurma spektroskopisine tercih edilir [1]. XRS tekniği malzemelerin yığın özelliklerini çalışmaya olanak

sağladığından, yüksek sıcaklık-basınç gibi sıradışı koşullarda bulunan örneklerin ve sıvı fazda gerçekleşen

kimyasal ve biyolojik reaksiyonların gerçek koşullar altında incelenmesini mümkün kılar. XRS tekniğinin ayırt

edici uygulamaları ve buna ek olarak PETRA III/DESY sinkrotronunda gerçekleştirilen XRS deneyine ait sonuçlar

verilmiştir [2]. Lityum iyon pilinin sıvı elektrolit ortamı XRS tekniği ile birlikte akış hücresi kullanılarak ilk defa

incelenmiştir ve kullanılan yöntem farklı molariteler için 0.02 eV kadar düşük enerji değişimlerini gözlemeye

olanak sağlamıştır.

Teşekkür: Bu çalışmalar, TUBITAK-2219 “Yurt Dışı Doktora Sonrası Araştırma Burs Programı” ve TAEK (Türkiye Atom

Enerjisi Kurumu) tarafından “SESAME (Orta Doğu Sinkrotron Işınımı Deneysel Bilim ve Uygulamaları Uluslararası

Merkezi) Faaliyetleri” kapsamında desteklenmiştir.

Kaynakça:

1. U. Bergmann et al., "Bulk-sensitive XAS characterization of light elements: from X-ray Raman scattering to X-ray

Raman spectroscopy", Microchemical Journal 71, 221 (2002).

2. D. Ketenoglu et al., "X-ray Raman spectroscopy of lithium-ion battery electrolyte solutions in a flow cell", J.

Synchrotron Radiation 25, 537 (2018).

P 09

http://journals.iucr.org/s/issues/2018/02/00/ve5078/index.html

http://journals.iucr.org/s

http://journals.iucr.org/s


CVD Grafen Üzerine Sputter Yöntemi ile Dekore Edilen Bakır Nanoparçacık Temelli

Glukoz Biyosensör Platformu

Tuğba Soğancı1, Rukiye Ayrancı1, Aleyna Akçay2, Elif Gökoğlan2, Hatice Nur Koyun2, Mehmet Acet3,

Metin Ak1, C. Gökhan Ünlü2*

1Fen Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü, Pamukkale Üniversitesi, 20070, Denizli, Türkiye 2Teknoloji Fakültesi, Biyomedikal Mühendisliği Bölümü, Pamukkale Üniversitesi, 20070, Denizli, Türkiye

3Fizik Fakültesi, Duisburg-Essen Üniversitesi, Essen 45141, Almanya

Pahalı ve uzun vadeli stabil olmayan enzimler

kullanılarak hazırlanan enzimatik

biyosensörlerin dezavantajlarını ortadan

kaldırmak için enzimatik olmayan

biyosensörleri tasarlamak uygulamada

açısından oldukça önemlidir. Bu amaçla, Cu

folyo üzerinde Kimyasal Buhar Biriktirme

(CVD) yöntemiyle tek katmanlı bir grafen film

hazırlandı ve FTO kaplamalı cam üzerine

transfer edilmiştir. Daha sonra hazırlanan bu

alttaş üzerine DC magnetronun sputter esaslı

inert gaz yoğunlaştırma yöntemiyle bakır

nanoparçacıklar (CuNPs) üretilerek dekore

edilmiştir. Hazırlanan bakır nanopartiküller ile

dekore edilen grafen elektrotlar yapısal olarak

karakterize edilmiş ve glukozun tespiti için

enzimatik olmayan bir sensör platformu olarak

elektrokimyasal analizlerle biyosensör

özellikleri incelenmiştir. Sensör platformu 4

saniyeden kısa bir sürede hızlı cevap verebilen,

430.52 μA/mM.cm2 hassasiyetine sahip,

algılama sınırı 7.2 μM ve doğrusal

konsantrasyon aralığı (0.01-1.0 mM) olduğu

gözlemlenmiştir. Elektrokimyasal incelemeler

sonucunda CuNPs ile dekore edilmiş grafen

esaslı sensör platformunun glikoza karşı

mükemmel bir performansa sahip olduğunu

belirlenmiştir.

Şema 1. Enzimatik olmayan sensör platformunun

tasarımının şematik gösterimi.

Fig. 1. a) Bright-Field TEM, b) Dark-Field TEM and c) Kübik Cu Nanoparçacıklarının STEM-HAADF görüntüleri ..

P 10


Grafen Tabanlı Alan Etkili Biyosensör (FEB) Platformu Tasarımı

Elif Gökoğlan1, Aleyna Akçay1, Hatice Nur Koyun1, E. Dilara Kobya1, Hamza Cansever2, Jürgen

Lindner2, C. Gökhan Ünlü1*

1Fen Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü, Pamukkale Üniversitesi 20070, Denizli, Türkiye 2Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf. Spintronics. 01328 Dresden, Almanya

Bir atom kalınlığında, hekzagonal karbon

yapısına sahip olan grafen, benzersiz elektriksel,

mekanik, kimyasal ve fiziksel özellikleri

nedeniyle yoğun ilgi görmektedir. Yüksek

elektron/boşluk hareketliliği, şeffaflık ve

mekanik mukavemet vb. özelliklere sahip olan

grafen, yarı iletken cihazlar için yeni nesil bir

malzeme olarak kabul edilmektedir. Grafenin

önemli elektronik uygulamalarından bazıları

alan etkili transistörler ve sensör

uygulamalarıdır. Alan Etkili Transistör (FET)

biyosensörleri, son yıllarda biyomoleküller arası

etkileşimleri ölçmek için önemli bir teknolojik

uygulama haline gelmiştir. Grafenin

keşfedilmesi birlikte FET’lerde kullanılması

biyosensörlerin daha hassas ve daha hızlı ölçüm

yapabilmelerine olanak sağlamaktadır. Geniş bir

homojen algılama alanı sergileyen grafen

tabanlı elektronik biyosensörler,

biyomoleküllerin ve hücrelerin yüksek

hassasiyetle tespit edilmesinde ümit verici

sonuçlar göstermektedir. Grafen alan etkili

transistör (G-FET), düşük maliyet, yüksek

hassasiyet ve özgüllük ile hızlı, elektriksel

algılama yeteneklerine sahip ve yukarıda

belirtilen kriterleri yerine getirme

potansiyelindedir. Bu çalışmada, Cu folyo üzerine Kimyasal Buhar

Biriktirme (CVD) yöntemiyle tek katmanlı

grafen (SLG) tabakalar hazırlanmış ve hedef

analitin (örneğin NT-proBNP) tespitinde

kullanılması için grafen tabanlı Alan Etkili

Biyosensör (FEB) platformu tasarlanmıştır. FEB platformu, Si/SiO üzerinde, lazer litografi

yöntemi ile üretilerek grafen transferi yapıldı.

Lazer litografi sırasında farklı kanal

genişliklerinde Au/Cr kontaklar tasarlandı ve

Ids-VG analizi ile karakterize edildi.

Şema 1. FEB platformunun tasarımının şematik

gösterimi.

P 11


(E)-2-kloro-4-((p-tolilimin)metil)fenol’un Kristal Yapısı ve Hirshfeld Yüzey Analizi

Erbil Dağdelen1, Sevgi Kansız1, Ceren Çiçek2, Erbil Ağar2, Canan Kazak1

1Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, 55139, Samsun

2Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü, 55139, Samsun

C14H12ClNO kristalinin moleküler yapısını

gösteren ortep çizimi Şekil 1’de verilmiştir.

Kristal sistemi ortorombik yapıda olup uzay

grubu Pbca’dır ve birim hücrede molekül sayısı

(Z) sekizdir. Asimetrik birimde bir bağımsız

molekül vardır. Yapı düzlemsel değildir ve iki

benzen halkası (C2–C7 ve C9–C14) arasındaki

dihedral açı 38,36(8)˚’dir. Moleküller, (110)

düzlemine paralel olarak bir zincir şeklinde

OH···N hidrojen bağı ile birbirlerine

bağlanmaktadır. Ayrıca, kristalde, moleküller

zayıf π‒π etkileşimi ile bağlanarak üç boyutlu

supramoleküler yapı oluşturmaktadır [Cg1···Cg2i = 3,9594 (2) Å; Cg1 ve Cg2,

sıraasıyla C2–C7 ve C9–C14 halkalarının

merkezidir. Burada i simetri kodu: 1/2‒x, ‒

1/2+y, z]. C5–N1 bağ uzunluğu 1,424 (2) Å

değeri ile tek bağ karakteri gösterirken, C8–N1

bağ uzunluğu [1,280 (3) Å] çift bağ karakteri

göstermektedir.

Ayrıca kristaldeki etkileşimlerin varlığını teorik

olarak elde etmek amacıyla, bileşiğin Hirshfeld

yüzey analizi [1] CrystalExplorer17 [2]

programı vasıtasıyla gerçekleştirilmiştir ve

bileşik için dnorm Hirshfeld yüzeyi

oluşturulmuştur. Bileşiğin parmak izi gösterimi

sonucuna göre Hirshfeld yüzeyine en büyük

katkı %38,4 değeri ile H···H etkileşiminden

gelmektedir. Sırasıyla diğer etkileşimler ve

Hirshfeld yüzeyine katkıları şu şekildedir:

C···H/H···C (%22,6), Cl···H/H···Cl (%15,5),

O···H/H···O (%8) ve N···H/H···N (%6,3).

Şekil 1: C14H12ClNO kristalinin %50 olasılıklı ısısal

elipsoitlerle çizilmiş asimetrik birime ait ORTEP3

diyagramı

Kaynakça

1. F. L. Hirshfeld, “Bonded-Atom Fragments for Describing Molecular Charge Densities”, Theoretica Chimica

Acta 44(2), 129–138 (1977).

2. M. J. Turner, J. J. McKinnon, S. K. Wolff, D. J. Grimwood, P. R. Spackman, D. Jayatilaka, M. A. Spackman,

CrystalExplorer17, University of Western Australia, (2017).

..

P 12

25. YOĞUN MADDE FİZİĞİ ANKARA TOPLANTISI, HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ, 20ARALIK2019

Kurşun Oksit’in Güneş Enerjisi Uygulamalarında Kullanılabilirliği

Fatih Ersan1 ve Ali Bakhtatou2

1Aydın Adnan Menderes Üniversitesi, Fizik Bölümü, 09100, Aydın

2Universite 8 Mai 1945 Guelma, Laboratoire de Physique des Materiaux,24000, Cezayir

Bu çalışmada, üç boyutta tabakalı yapıya sahip olan α-PbO’nun (Kurşun Oksit) tabaka sayısı

değiştirildikçe elektronik, optik ve titreşimsel özelliklerinin değişimi temel ilkeler hesaplamaları

kullanılarak incelendi. Hacimli yapıda ve çok katmanlı yapıda doğrudan olmayan yasak bant aralığı

değeri bulunan α-PbO, tek tabakalı durumda 2.59 eV doğrudan yasak bant aralığı değeri

vermektedir.[1,2] Yapılan hesaplamalar, kurşun atomunun 5d yörüngesi bulundurmasına rağmen

spin-yörünge etkileşiminin yasak bant aralığına katkısının 30-40 meV mertebesinde olduğunu

göstermektedir. Hesaplanan 0.67 J/m2 lik yarılma enerjisi, tek tabakalı α-PbO yapılarının hacimli

yapılarından kolayca elde edilebileceğini göstermektedir.[1] Teorik hesaplamalar ile α-PbO ya ait

dört Raman aktif titreşim mod frekansında hacimli halden tek tabakaya doğru gidildikçe, atomlar

arasındaki bağ uzunluklarının artması ve kuvvet sabitinin azalması nedeni ile kırmızıya-kaymanın

gerçekleştiği bulunmuştur. α-PbO nun elektronik ve titreşimsel özelliklerinin yanı sıra optik

özellikleri de bu çalışmada ele alınmıştır ve α-PbO yapısının Güneş ışığını soğurma miktarını

veren, Jabs, soğurulan foton akısı hesaplanmıştır. Bu hesaplamalara göre, tek ve iki tabakalı α-PbO

nun görece yüksek yasak bant aralığına ve düşük soğurma katsayısına sahip olması nedeni ile güneş

pili uygulamalarına uygun olmadığı bulunmuştur. Bununla beraber, tabaka sayısının artması ile

yasak bant aralığı değeri azalmakta ve bu malzemelerin soğurma spektrumları, AM1.5G foton akısı

Güneş spektrumu ile oldukça iyi örtüşmektedir ve yüksek elektriksel akım değerleri vermektedir.

Teorik hesaplamalar sonucunda, 3nm ve yukarısında kalınlığa sahip olan α-PbO yapılarının Güneş

pili uygulamaları için son derece uygun malzemeler olduğu öne sürülmektedir.

Şekil 1: *Bu şekil kaynakça 1 den alınmıştır. a) Tek tabakadan hacimli yapıya a-PbO yapısının tabaka sayısı

artıkça dalga boyuna karşılık soğurma eğrisi, karşılaştırma için tek tabakalı H-MoS2’nin soğurma eğrisi de

verilmiştir. b) Tek ve çok tabakalı a-PbO yapısının soğurduğu foton akısı miktarları, c) hacimli a-PbO

yapısının kalınlığa bağlı olarak soğurduğu foton akısı miktarları.

Kaynakça

1. F. Ersan, A. Bakhtatou, “Effects of the number of layers on the vibrational, electronic and optical properties of

alpha lead oxide”, Physical Chemistry Chemical Physics 21, 3868 (2019).

2. P. Kumar, J. Liu, P. Ranjan, Y. Hu, S. S. Yamijala, S. K. Pati, J. Irudayaraj, G. J. Cheng, “Alpha lead oxide (a-

PbO): A new 2d material with visible light sensitivity”, Small, 14, 1703346 (2018).

P 13

25. YOĞUN MADDE FİZİĞİ ANKARA TOPLANTISI, HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ, 20ARALIK2019

İki Boyutlu Anyonik Sistemlerde Wigner Kristali Oluşumunda Etkileşmelerin Önemi

Gülçin Elif DURMAZ

Gazi Üniversitesi, Eğitim Bilimleri Enstitüsü, 06500 Ankara

Bu çalışmada, iki boyutlu bir anyonik sistemde Wigner Kristali oluşumu parçacıklar arası farklı etkileşme

tanımlamaları altında iki boyutlu bir anyonik sistemde sayısal olarak incelenmiştir. Wigner kristalinin oluşumunda

sistemin bozonik ve sanki bozonik özellikler göstermesine bağlı olarak yapının fiziksel özelliklerinde meydana

gelebilecek olan farklılıklar ve benzerlikler incelenmiştir. İki boyutta harmonik olarak tuzaklanan parçacıkların

konumları ve taban durum enerjileri varyasyon yaklaşıklığı altında tekparçacık dalga fonksiyonu Gaussian formda

alınıp optimizasyon rutinlerinden faydalanarak parçacık sayısına bağlı olarak hesaplanmıştır.

P 14


GaAs/Ga1-xAlxAs Heteroyapısının Yapısal Karakterizasyonu

Habibe SAYRAÇ1,2,*, Muhammed SAYRAÇ3

1Gazi Üniversitesi, Fizik Bölümü, 06500

2Ankara Medipol Üniversitesi, Biyomedikal Cihaz Teknolojisi Bölümü, 06050 3Çankırı Karatekin Üniversitesi, Fizik Bölümü, 18100

*[email protected]

Bu çalışmada, Moleküler Demet Epitaksi (MBE) tekniği ile büyütülen GaAs/Ga1-xAlxAs heteroyapısı x–ışınları kırınım

yöntemi ile incelenecektir. Bu yapı (001) kristal yönelimli GaAs alttaş üzerine epitaksiyel olarak büyütülen dört farklı

alaşım oranı ile ve her bir tabakası onar kez tekrarlanan GaAs/Ga1-xAlxAs süper örgü yapısına sahiptir.

GaAs sahip olduğu Eg=1.42 eV’luk band aralığı

ile 8-12 μm dalga boyunda (kırmızı renkte) ışık

yayıcı (LED, lazer) ve algılayıcı (dedektör)

cihaz yapımında kullanılmaktadır. GaAs/Ga1-

xAlxAs güneş hücrelerinde, lazer diyotlarda,

mikrodalga kullanımları için Gunn etkisine

dayanarak çalışan diyotlarda ve çeşitli kapsamlı

optoelektronik cihaz yapımında (kuantum kuyu

lazerinde (QWL) ve kuantum kuyusu kızıl ötesi

fotodedektörde (QWIP)) kullanılırlar [1].

Ayrıca yüksek elektron mobiliteli

transistörlerde, modülasyon katkılı alan etkili

transistörlerde, heteroeklemli bipolar

transistörlerde ve hesap makineleri, radyo,

televizyon ve diğer cihazların bazı parçalarında

kullanılır[2]. GaAs/Ga1-xAlxAs

heteroyapılarının MBE’de büyütülmesi oldukça

kalitelidir. GaAs ve AlAs için örgü uyumu %

0.1’den daha iyidir. Bu nedenle bu iki

materyalin tabakaları kalınlık sınırlamasına

gidilmeden herhangi bir bileşim miktarı için ardı

ardına büyütülebilir. Bir heteroyapıda örgü

uyumu her ne kadar iyi ise yapının kalitesi ve

cihaz performansı da o oranda iyi olacaktır.

Yapısal analiz sırasında ultra yüksek

çözünürlüklü x-ışını kırınımı sistemi (ultra high

resolution xrd) kullanılmıştır. Ağırlıklı olarak

dik (out-plane) θ-2θ taraması yardımıyla

GaAs/Ga1-xAlxAs yapısı incelenmiş ve

büyütülmek istenen yapı ile gerçekte büyütülen

yapı arasındaki farklılıklar ortaya konulmuştur.

Şekil 1: MBE ile büyütülmüş GaAs/Ga1-xAlxAs

yapısının şematik gösterimi

Kaynakça

1. Yun, F. (2006). Effect of growth-interrupted method on quality of AlGaAs/GaAs multiple quantum wells

prepared by MBE, Trans. Nonferrous Material Society of China, 183-186.

2. Denizli, T. (2006), GaInP/GaAs Kuantum Kuyulu Yapılarda Alaşım Düzensizliği ve Arayüzey Pürüzlülüğü

Saçılması, Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü.

P 15


İzotop Oranlayıcı Kütle Spektrometresi ile Doğal Sularda Kararlı İzotop Ölçümü

Figen Özyurt Kuş

DSİ TAKK Dairesi Başkanlığı, İzotop Laboratuvarı, Altınova, 0629, Ankara

Sularda doğal olarak bulunan izotoplar (döteryum, trityum ve oksijen-18) suyun bünyesini

oluşturduklarından hidrolojik çalışmalarda ideal bir izleyici konumundadırlar. Bu izotoplar hidrolojik

çevrimde, karbon-su döngüsü çalışmalarında, karasal sıcaklığın tarihsel değişiminde, yeraltısuyunun kalitesi

ve yaşını belirlenmesinde, jeokimyasal evrim hakkında bilgi edinmede, beslenim prosesleri, su-kayaç ilişkisi,

tuzluluk ve kirlilik proseslerinin kökeni hakkında bilgi edinmede, bitki biyolojisi araştırmalarında, besin ve

katı döngüsünün izlenmesinde 1960’lı yıllardan beri kullanılmaktadırlar.

Proton sayıları aynı nötron sayıları farklı olan

atomlara izotop atomlar denir. İzotop atomlar

periyodik cetvelde aynı yerde bulunmalarına

rağmen kararlı ve kararsız olmak üzere farklı

özellikler gösterebilirler. Karalı izotoplar zaman

içerisinde çekirdek yapılarında bir değişiklik

olmayan izotoplardır. Kararsız izotoplar ise

zaman içerisinde parçalanarak başka

elementlere dönüşebilirler, radyoaktif özellik

gösterirler.

Sudaki Döteryum izotopları örneğinde, bu

standart değerden normalize sapma - uluslararası

kabul görmüş IAEA’nın belirlediği bir standart

olan VSMOW (Vienna Standard Mean Ocean

Water) Standartı’na göre:

𝛿𝐷 = 𝛿2𝐻 =𝑅ö𝑟𝑛𝑒𝑘 − 𝑅𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟𝑡

𝑅𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑𝑎𝑟𝑡× 1000

şeklinde verilir. R burada D/1H (2H/1H) oranıdır

ve değer çok küçük olduğu için binde (‰) olarak

ifade edilir. Okyanusların su kaynaklarının %

97’sini oluşturmaları ve izotopik açıdan düzgün

dağılım göstermeleri nedeni ile VSMOW

standart olarak seçilmektedir.

IAEA’ nın belirlediği VSMOW’un 2H ve 18O için

izotop oranları aşağıdaki gibidir [1], [2].

𝐻2 𝐻 = (155,75 ± 0,05) × 10−61⁄

𝑂18 𝑂 = (2005,20 ± 0,45) × 10−616⁄

Tablo 1: Çeşitli izotopların doğal bolluğu [3]

Element İzotop Doğal Bolluğu

(%)

Hidrojen 1H 99,9844

2H (D) 0,0156

Karbon 12C 98,8900

13C 1,1100

Nitrojen 14N 99,6400

15N 0,3600

Oksijen 16O 99,7630

17O 0,0375

18O 0,1995

Sülfür 32S 95,0200

33S 0,7500

34S 4,2100

36S 0,0200

Kaynakça

1. Mook, W.G., 2000, Environmental isotopes in the hydrological cycle, v.I, 31-45, 167-177

2. Mook, W. G., Gat, J. R., Meijer, A. J., 2001, Environmental isotopes in the hydrological cycle,v.II,7-40

3. Welham, K. J., “Mass Spectrometry/Stable Isotope Ratio” University of Hull, Hull, UK, 2005 Elsevier, 438-445

.

P 16


Farklı DC Magnetron Gücü Altında Üretilen MoO3 İnce Filmlerinin Malzeme

Karakterizasyonu

Karrar Noor Hussein Al-Noor1, Özge Bayraklı Sürücü2, Makbule Terlemezoğlu3,4,5,

Hasan Hüseyin Güllü2, Mehmet Parlak4,5

1Atılım Üniversitesi, Uygulamalı Fizik Yüksek Lisans Pogramı, 06836, Ankara 2Atılım Üniversitesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 06836, Ankara

3Tekirdağ Namık Kemal Üniversitesi, Fizik Bölümü, 59030, Tekirdağ 4Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fizik Bölümü, 06800, Ankara

5Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Güneş Enerjisi Araştırma ve Uygulama Merkezi, 06800, Ankara

Bu çalışmada, MoO3 ince filmleri DC magnetron saçtırma yöntemi kullanılarak cam alttaşlar üzerine

büyütüldü. Farklı DC saçtırma gücü ile elde edilen örneklerin, yapısal, yüzey, optik ve elektriksel özellikleri

incelendi. Farklı büyütmelerde elde edilen bu filmlerin amorf yapıda bulundukları ve film yüzeylerinin

düşük pürüzlülükte olduğu gözlendi. Filmlerin, yüksek optik geçirgenliğe ve direk bant aralığına sahip

olduğu gözlendi. Elektriksel ölçümlerde, Arrhenius davranışı gösteren ince filmlerin, iletkenlik özellikleri

sıcaklığa bağlı olarak karanlık ortamda ve farklı aydınlatma şiddetleri altında incelendi.

Son yıllarda, molibden-oksit (MoOx) ince film

yapıları, fotovoltaik uygulamalar, gaz ve

kimyasal sensörlerde kullanım gibi teknolojide

çeşitli uygulama alanlarında büyük ilgi

çekmektedir [1]. Oksit katkısına bağlı olarak

MoOx yapısında molibden dioksit (MoO2) ve

molibden trioksit (MoO3) olmak üzere iki ana

oksit fazı vardır. Mo-O faz diyagramına göre ek

fazlarında görülmesi olasıdır, ancak bunların

stokiyometrik olmayan ve daha karmaşık

yapısal özellikler göstermesi beklenmektedir

[2]. MoO3 yapısı literatürde çoğunlukla, optik

geçirgenliğinin yüksek oluşu, ortorombik kristal

yapıda katmanlı bir malzeme özelliğinde olması

ve ayarlanabilir elektriksel direnci ile farklı

uygulamalarda yarı-iletken veya yüksek dirençli

dielektrik malzeme olarak kullanımı ile öne

çıkmaktadır [3].

Bu çalışmada, MoO3 ince filmleri DC

magnetron saçtırma yöntemi kullanılarak,

kimyasal yöntemlerle temizlenen cam alttaş

yüzeylerine oda sıcaklığında farklı DC saçtırma

güçleri ile büyütüldü. Büyütmede kullanılan

farklı saçtırma güçleri altında elde edilen ince

film örnekleri, yapı özellikleri X-ışını kırınımı

(XRD) ile, film kalınlığı yüzey

profilometresiyle, yüzey morfolojisi atomik

kuvvet mikroskobu (AFM) ile, optik geçirgenlik

ve yansıma özellikleri optik spektro-

fotometreyle, ve elektriksel özellikleri ise

sıcaklık bağımlı karanlık ve aydınlık akım-

voltaj ölçümleri ile incelendi. Oda sıcaklığında,

üretim koşullarında sadece DC saçtırma gücü

değiştirilmesi ile elde edilen farklı

kalınlıklardaki ince filmler, amorf yapısal

davranış göstermektedir. Genel olarak tüm

örnek yüzeyleri tekdüze ve pürüzsüz olsa da,

saçtırma gücü artması ile pürüzlülük değerleri

artmaktadır. Optik geçirgenlik ve yansıma

özellikleri ince film katmanı kalınlığına bağlı

olarak değişmektedir, doğrudan optik bant

aralığı değerlerinde de farklılıklar görülmekedir.

Sıcaklık bağımlı elektriksel ölçüm sonuçlarına

göre yarı-iletken davranışı gösteren ince

filmlerde, saçtırma gücü artışı iletkenlik

değerlerini artırmaktadır. Karanlık ortam

değerleri üzerinden aktivasyon enerjileri analizi

ile detaylandırılan bu ölçüm sonuçları ayrıca

farklı aydınlatma şiddetleri altında da incelendi.

Kaynakça

2. T.S. Sian, G.B. Reddy, " Stoichiometric amorphous MoO3 films: A route to high performance electrochromic

devices”, Journal of Applied Physics 98, 026104 (2005).

3. V. Nirupama, S. Uthana, “Influence of sputtering power on the physical properties of magnetron sputtered

molybdenum oxide films”, Journal of Materials Science: Materals in Electronics 21, 45-52 (2010).

..

P 17


Termal Buharlaştırma Yöntemi ile Katmanlı Yapıda Hazırlanan CdSe0.5Te0.5

İnce Filmlerinin Malzeme Özellikleri

Merve Demir1, Özge Bayraklı Sürücü2, Makbule Terlemezoğlu3,1,4,

Hasan Hüseyin Güllü2, Mehmet Parlak1,4

1Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fizik Bölümü, 06800, Ankara

2Atılım Üniversitesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 06836, Ankara 3Tekirdağ Namık Kemal Üniversitesi, Fizik Bölümü, 59030, Tekirdağ

4Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Güneş Enerjisi Araştırma ve Uygulama Merkezi, 06800, Ankara

Bu çalışmada, CdSe0.5Te0.5 ince film yapısını oluşturabilmek için CdTe ve CdSe katmanları termal

buharlaştırma yöntemi kullanılarak sırasıyla cam alttaşlar üzerine büyütüldü. Elde edilen stokiyometrik ince

filmlerin yapısal özellikleri, yüzey morfolijileri, optik geçirgenlikleri, bant aralığı değerleri ve sıcaklık

bağımlı elektriksel iletkenlik davranışlarının aydınltama şiddetine bağlı olarak tepkisi incelendi.

Geleneksel enerji kaynakları ve

potansiyellerinin yakın gelecekte tükeneceği

öngörüsü üzerine enerji üretiminde alternatif,

yenilenebilir enerji kaynakları çalışmaları

yürütülmektedir. Bu konuda, güneş ışığından

doğrudan elektrik enerjisi üretimi esasına dayalı

fotovoltaik yapıların kullanılması ve

geliştirilmesi çalışmaları öne çıkmaktadır. İnce

film güneş pili yapılarında kullanılan yarı-

iletken malzemeler arasında, ticari olarak

yüksek verimli modül uygulamalarına sahip

olan CdTe, yüksek soğurma katsayısı ve ideal

enerji-bant aralığı değerine sahip olması özelliği

ile teknolojik ilerleme için araştırma konusu

olmaktadır [1].

Bu çalışmada, yüksek elektriksel direnci ile

elektriksel olarak literatürede farklı çalışmalara

da konu olan CdTe soğurucu katman yapısı, yine

soğurucu katman olarak popüler yapılardan biri

olan CdSe ile birleştirilerek, alternatif soğurucu

katman olarak kullanılmak üzere CdSe0.5Te0.5

(CST) ince filmi üretildi. Bu amaçla, CST üçlü

yapısı, elementel oranların daha kontrollü ve

ince film üretiminin daha kolay olacağı

öngörülen CdSe ve CdTe ikili yapılarının ayrı

ayrı (katmanlı) bir sıra ile buharlaştırıldığı bir

kaplama tekniği ile üretildi. 300°C attaş

sıcaklığı koşulunda, cam yüzeylerine kaplanan

filmlerin polikristal yapıda olduğu gözlendi.

Optik yansıma ölçümlerine göre yüksek

soğurucu özellik taşıyan bu filmlerin, içerdiği

ikili yapıların bant aralığı değerleri arasında

direk optik geçirgenlik davranışında olduğu

gözlemlendi. Elektriksel iletkenlik açısından

ise, CdTe örneklerine kıyasla iletkenlik

değerlerinde iyileşme görüldü. Elde edilen

stokiyometrik film katmanının fiziksel

özellikleri potansiyel aygıt uygulamalarına

yönelik olarak incelendi [2]. CdTe yapısına Se

elementi eklenmesi sonucunda elde edilen bu

üçlü yapının, CdTe ve CdSe film yapılarının

özelliklerini de taşıdığı ve özellikle bant aralığı

olmak üzere malzeme özelliklerinde

iyileştirmelere izin verdiği gözlemlendi. Ek

olarak, sıcaklık bağımlı olarak üstel davranış

gösteren iletkenlik-sıcaklık ilişkisi, üretilen film

katmanının aygıt uygulamalarında avantajlı bir

malzeme olacağını gösterdi.

Teşekkür: Bu çalışma, 118F317 kodlu TÜBİTAK-3001 projesi tarafından finanse edilmiştir.

Kaynakça

1. M.A. Green, E.D. Dunlop, D.H. Levi, J. Hohl-Ebinger, M. Yoshita, A.W.Y. Ho-Baillie “Solar cell efficiency

tables (version 54)”, Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 27, 565-575 (2019).

2. T. Okamoto, A. Murata, Y. Hayashi, D. Watanabe, H. Araki, H. Katagiri “Effects of Cu doping on CdTe thin-

film solar cells in substrate configuration”, Japanese Journal of Applied Physics, 58, SBBF08 (2019).

..

P 18


Organik Arayüzeyli Metal-Yarıiletken Yapıların Parametrelerinin Arayüzey Kalınlığına

Bağlı İncelenmesi

Hayati ALTAN, Metin ÖZER

Gazi Üniversitesi, Fizik Bölümü, 06500 Ankara

Doğrultucu özellik gösteren Metal-Yarıiletken MS) yapılar son yıllarda elektronik sanayide ve özellikle

yarıiletken teknolojisinde iyi bir gelecek vadettiği için oldukça kullanılır hale gelmiştir. Bu yapıların omik veya

doğrultucu özellikleri birçok devrede kullanılmaktadır. Bunlar; entegre (tümleşik) devreler, sensörler, fotovoltaik,

güneş pilleri v.s. n-tipi-6H-SiC yarıiletkeni, elektronik özellikleri; (geniş bant aralığı, büyük termal iletkenliği,

büyük elektron sürükleme hızı ve zor şartlara dayanıklılığı) nedeniyle UV sensörü yapımında, yüksek frekans,

yüksek güç gerektiren durumlarda, yüksek ve alçak sıcaklık ortamlarında çalışabilecek aygıtların yapımında ve

uzay çalışmalarında kullanılan cihazlarda önemli ölçüde kullanılmaktadır. Son çalışmalar metal ve yarıiletkenler

arasında uygun bir organik ara yüzey tabakası biriktirerek yüksek kalitede Schottky Bariyer Diyot (SBD) elde

etmenin mümkün olduğunu göstermiştir. Fulleren türevi [6,6]-fenil-C61-butirik asit metil ester (PCBM), bir

elektron akseptörü (alıcısı) ve bir iletken polimer, poli (3-heksiltiyofen) (P3HT) elektron vericisi (donörü) olarak

görev yapar . P3HT / PCBM düşük üretim maliyeti, geniş alanda kullanım, hafif kütle ve esnek alttaş gibi

olasılıkları nedeniyle diğer organik bileşiklere göre üstünlüğe sahiptir.

Bu çalışmada, organik arayüzeyli, farklı kalınlıkta, 2 metal-yarıiletken yapı hazırlanarak bunlardaki temel

elektronik parametreler farklı sıcaklıklar için belirlendi. n tipi 6H-SiC alttaşın mat olan alt yüzeyine vakumda

metal buharlaştırma metodu ile Ag kaplandı ve 450 K’de 5 dakika vakum ortamında tutularak omik kontak

oluşması sağlandı. Organik polimerler, n tipi 6H-SiC alttaşın parlak üst yüzeyinde, dönerek kaplama (Spin

coating) metodu ile biriktirildi. 2 farklı dönme hızı ile iki farklı kalınlıkta polimer tabaka oluşması sağlandı. Bu

polimer tabakalar üzerine, vakumda metal buharlaştırma metodu ile Au kaplandı. Üretilen numunelerin akım-

gerilim ölçümleri farklı sıcaklıklarda yapıldı ve gerekli grafikler çizilerek, akım-gerilim ile ilgili parametreleri

belirlendi. Polimer kalınlıklarına bağlı olarak parametre değerlerinin değiştiği görüldü.

Kaynakça:

1. Rhoderick, E.H., Williams, R.H. (1988) Metal-semiconductor Contacts, Oxford, Oxford Press.

2. Güzel, T., Bilgili, A. K., Özer, M. (2018). Investigation of inhomogeneous barrier height for Au/n-type 6H-SiC Schottky

diodes in a wide temperature range. Superlattices and Microstructures, 124, 30-40.

Teşekkür: Numunelerin hazırlanmasında yardımcı olan Özge Tüzün Özmen ve Hüseyin Muzaffer Şağban’a çok teşekkür

ediyoruz.

P 19


Kimyasal Banyo Depolama Yöntemiyle Üretilen CuO Filmlerinin Yapısal ve Optik

Özellikleri

Hüseyin Ali Erkuş*, Evren Turan, Metin Kul

*Eskişehir Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 26555 Eskişehir

Eskişehir Teknik Üniversitesi, Fizik Bölümü, 26555 Eskişehir

Bakır oksit yarıiletken filmler kimyasal banyo depolama yöntemiyle cam tabanlar üzerine farklı banyo

sıcaklıklarında elde edilmiştir. Elde edilen filmlerin yapısal, morfolojik ve optik özellikleri incelenmiştir.

Numunelerin kristal yapısı x-ışını kırınım desenleri ve yüzeysel özellikleri alan emisyon taramalı elektron

mikroskobu görüntüleri yardımıyla incelenmiştir. Optik absorpsiyon spektrumlarından CuO ince filmlerin

optik bant aralığı değerleri belirlenmiştir.

Metal oksit bileşikleri elektrik, optik ve

manyetik özelliklerinden dolayı bilimsel ve

teknolojik alanlarda ilgi çeken malzemelerdir.

CuO metal oksitler arasında önemli bir yere

sahiptir. CuO, çevre dostu, toksik olmayan,

ucuz, bol ve üretimin basitliği gibi avantajları

nedeniyle elektronik aygıt yapımı için

mükemmel bir malzemedir. Bu çalışmadaki

amacımız, pratik ve ekonomik bir yöntem olan

kimyasal banyo depolama (CBD) yöntemini

kullanarak CuO yarıietken filmleri elde etmek

ve yapısal, morfolojik ve optik özelliklerini

araştırmaktır. CuO ince filmleri, cam alt tabanlar

üzerine 60, 70, 80 ve 90 banyo

sıcaklıklarında CBD yöntemiyle üretilmiştir. Cu

kaynağı olarak 0,1 M 100 ml bakır nitrat

(Cu(NO3)2) çözeltisi kullanılmıştır. Hazırlanan

banyo çözeltisinin pH değeri, damla damla

olacak şekilde amonyak eklenerek pH= 10

olarak ayarlanmıştır. Üretilen filmler 200 oC

sıcaklıkta 1 saat hava ortamında tavlanmıştır.

Cam tabanlar üzerine elde edilen CuO filmlerin

kalınlıkları tartı metodu yardımıyla, 60, 70, 80

ve 90 banyo sıcaklıkları için sırasıyla 21, 34,

192 ve 200 nm olarak belirlenmiştir.

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 800

82

164

246

3280

85

170

255

3400

250

500

750

10000

95

190

285

380

60oC

2

Şid

det

(a.

u.)

80oC

70oC

90oC

Şekil 1: Elde edilen tavlanmış CuO filmlerinin

XRD desenleri

Tavlanmamış numunelerin x-ışını kırınım

(XRD) desenlerinde bakır nitrat hidroksit

(Cu(NO3)2.Cu(OH)3) ve CuO fazları

gözlenmiştir. Numuneler tavlandığında kristal

yapısı tamamen CuO fazına dönüşmüştür.

Tavlanmış filmlerin XRD desenlerinden,

numunelerin (110), (111), (111), (202), (020),

(202), (113), (022), (311), (113) ve (004)

kırınım piklerine sahip monoklinik CuO

(JCSPD: 01-073-6023) yapıda kristallendiği

belirlenmiştir (Şekil 1). CuO filmlerin kristalcik

boyutları banyo sıcaklıklarına bağlı olarak 16-

20 nm aralığında hesaplanmıştır.

Şekil 2: 90°C banyo sıcaklığında üretilen tavlanmış

CuO filminin FESEM görüntüsü

Alan emisyon taramalı elektron mikroskobu

görüntülerinden (FESEM), dört farklı banyo

sıcaklığında üretilen tüm CuO filmlerinin

yüzeye iyi tutunduğu, homojen bir dağılım

sergilediği ve nano yapılı düzlemler içeren

“üzümsü” kümelenmelerden oluştuğu

söylenebilir (Şekil 2).

CuO filmlerinin optik bant aralığının

belirlenmesinde absorpsiyon yöntemi

kullanılmıştır. Absorpsiyon ölçümlerinden

numunelerin direkt bant geçişine sahip olduğu

ve bant aralığı değerlerinin 1,41 - 1,72 eV

aralığında değiştiği belirlenmiştir.

P 20


Tekbantlı/Çokbantlı Josephson eklemlerinde makroskobik kuantum

dalgalanmalar

I.N.Askerzadea, A. Bozbeyb, N. Kartlıa, H.B.Yıldırıma

a Ankara Üniversitesi, Bilgisayar Mühendisliği bölümü

b TOBB ET Üniversitesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği bölümü

Bu çalışmada tek Josephson eklemlerinde (JE) akım-faz bağıntısının )()( fII c= anharmonik ve

Majorana terimli halleri için makroskobik kunatumm tunelleme rejiminde terketme süresi (escape rate)

incelenmiştir. Bunun yanı sıra tekbantlı/çokbantlı süperiletkenler’den oluşan JE’inde frustasyon olayının

terketme süresine etkileri dikkate alınmıştır.

Şimdiye kadar JE’nin ve sistemlerinin dinamiğinin

araştırılmasına ait yapılan bütün çalışmalarda

CFB’nin harmonik karaktere sahip olduğu [1]

varsayılmaktadır. Ancak son yıllar yüksek sıcaklık

süperiletkenlerinden oluşturulmuş JE’lerin

CFB’sinin anharmonik karaktere sahip olduğu [2,3],

,

deneysel çalışmalarla ispatlanmıştır. Denk.de

anharmonik parameter α eklemin oluşturulduğu

teknoloji ile belirlenmekterdir..

Topolojik süperiletkenler bazındaki JE’lerinde

CFB kesir terim de içermektedir [12-14]

İkinci terim Majorana kuazi-parçacıkları ile ilgilidir

ve bu parçacığın deneysel olarak tespit edilmesi katı

hal fiziğinin en güncel problemlerinden biridir.

Düşük sıcaklıklarda Josephson fazının dinamiği

kuantum dalgalanmalara maruz kalmaktadır ve

terketme hızı (escape rate) kuantum dalgalanma

limitinde aşağıdaki denklemle hesaplanmaktadır

p

IU

p

MQT eI

−

=

)(

2)(

Sıcaklık azaltıkça crT değerinde ısısal aktivasyon

(TA) ve makroskobik kuantum dalgalanma (MQT)

rejimleri arasında geçit (crossover) oluşmaktadır.

Geleneksel olmayan CFB’ye sahip JE’lerinde MQT

rejiminde terketme hızının (escape rate) MQT

hesaplanması için kritik akımın renormalizasyonu

dikkate alınması gerekmektedir.

Tek bant/üçbantlı yapıya sahip JE için (Şek.

1) superakım üç tunnelleme kanalından

oluşmaktadır [2-3]

)sin()sin(sin 321 ++++= ccc IIII ,

burada 321 ,, ccc III farklı kanallara ait kritik

akımlardır. Çokbantlı süperiletkenlerde frustasyon durumu

farklı şekilde ortaya çıkmaktadır [3]. Etkileşim

sabitlerinin işareti aynı ve negatif olduğu halde

bantlarası düzlenme parametrelerinin fazlar farkı

oluşmaktadır. Sonuç olarak tekbantlı/çokbantlı

süperiletkenler’den oluşan JE’inde frustasyon

durumunda terketme süresine hesaplanmıştır ve

etkileri dikkate alınmıştır.

Son olarak, tekbantlı/çokbantlı JE’de Leggett

dalgalanmaları dikkate alınmış ve terketme hızının

arttığı tespit edilmiştir.

Bu çalışma TÜBİTAK 118F093 projesi kapsamında

desteklenmiştir.

Şek.1: Tekbantlı/Çokbantlı Josephson ekleminin yapısı

Kaynakça

1. Likharev, K.K., Introduction into Dynamics of Josephson junctions and circuits, New York, Gordon Breach,

586 p. (1986)

2. Askerzade I, Bozbey A., Canturk M., Modern aspects of Josephson Dynamics and superconductivity

electronics, (Springer, Berlin, 2017).

3. Askerzade I. Unconventional Superconductors: Anisotropy and Multiband Effects (Springer, Berlin, 2012)

sin0cII =

)2sin(sin)( 0 +== cc IfII

))2/sin((sin)( 0 mIfII cmc +==

P 21


Elektrokimyasal KarbonMonoksit Gaz Sensörü Geliştirilmesi

Karen Cansu Ferruh1,2, Osman Yıldız3 ve Süleyman Özçelik1,2

1Fotonik Uygulama ve Araştırma Merkezi, Gazi Üniversitesi 06500 Ankara

2Fizik Bölümü, Fen Fakültesi, Gazi Üniversitesi 06500 Ankara 3EDS Elektronik Destek San. Tic. Ltd. Şti.34785 Sancaktepe İstanbul

Elektrokimyasal gaz sensörleri; COx, NOx, SOx gazlarını algılayıcı fiziksel ve kimyasal diğer sensörleri arasında

yüksek seçicilik, uzun ömür ve düşük üretim maliyeti açısından tercih edilen sensör çeşididir [1].

Elektrokimyasal gaz sensörleri çalışma prensibi

olarak 3 farklı elektrottan oluşur: Çalışma

elektrotu, karşıt elektrot ve referans elektrot.

Referans elektrotun rolü, sabit potansiyel altında

çalışma ve karşıt elektrotun bir referans değer

üzerinden sinyal oluşturmasını sağlar. Çalışma

elektrotu Tablo 1’de görüldüğü gibi CO gazının

ayrışma reaksiyonunu sağlarken kaşıt elektrot

ise su oluşum reaksiyonunu destekleyerek

elektrolit içerisinde döngüyü oluşturur.

Çalışmamızda, elektrotların ana malzemesi,

kimyasal kararlılığı ve birçok elektrolit için

uygunluğu sebebiyle karbon olarak seçildi.

Çalışma ve karşıt elektrotların reaksiyon

kinetiğini desteklemek amacıyla metal/metal

oksit malzemeler yapıya dâhil edildi. Çalışma

elektrotu, CO’nun ayrışma reaksiyonunu

desteklemek amacıyla, katalizör olarak rol

üstlenen Pt ile modifiye edildi. Karşıt elektrot

üretiminde, bu elektrotta suyun oluşum

reaksiyonuna (Tablo 1) destek sağlamak

amacıyla, karbon ana malzemesi RuO2 ile

modifiye edilerek üretildi.

Tablo 1: Bazı elektrotların çalışma prensibine

dayalı kimyasal reaksiyonlar

Elektrot Kimyasal Reaksiyon

Çalışma

Elektrotu 2CO + 2H2O → 2CO2 + 4H+ + 4e-

Karşıt

Elektrot

O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O

Şekil 1: Elektrokimyasal gaz sensörü

Çalışma ve karşıt elektrotun iyonik iletkenliğini

arttırmak hedefi ile yapı içerisine nafyon ilave

edildi. 10 mm çaplı ve 50 um kalınlıkta baskı

tekniği ile üretilen elektrotların direncinin

20-30Ω arasında olduğu belirlendi. Referans

elektrot olarak bilinen Ag/AgCl elektrotu

kullanıldı. Geliştirilen elektrotlar kullanılarak,

şematik tasarımı Şekil.1 ‘de gösterilen sensör

üretildi. Bu sensör yapısında elektrolit olarak

H2SO4 seçildi, Geliştirilen sensörün CO gazına

duyarlılığı ölçülerek, 614 mV altında ve 25oC

sıcaklıkta 18 ppm CO gazına duyarlı olduğu

belirlendi. Geliştirilen sensörün, endüstriyel

üretime uygun bir algılama değerine ulaştığı

değerlendirilmekle birlikte, elektrotların direnç

değerlerinin daha düşük değerlere (~8-10Ω)

indirilmesi ile daha hassas gaz algılaması

sağlayabileceği düşünülmektedir.

Teşekkür: Bu proje 2016K121220 no’lu proje ile CSBB tarafından ve 180158 no’lu proje ile (EDS Elektronik

bünyesinde) TÜBİTAK tarafından desteklenmiştir.

Kaynakça

1. W.J. Fergus, “A review of electrolyte and electrode materials for high temperature electrochemical CO2 and

SO2 gas sensors”, Sensors and Actuators B, 134, 1034–1041 (2008).

P 22


Çokluyörüngeli Demir Pniktidlerin Fermi Yüzeyinin ve Elektronik Yapısının

Teorik Olarak İncelemesi

Luxmi Rani

Eskişehir Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü TR 26555

Demirin ferromanyetik malzeme oluşunun ardında 3d-yörüngeleri olduğu bilinse de, demir pniktid

sistemi metalik olup, aynı zamanda katkılama seviyesine bağlı olarak anti-ferromanyetik ve super

iletken fazları da bünyesinde barındırmaktadır. Demir pniktidlerin elektronik bant yapısını

anlayabilmek amacıyla, Baarden-Cooper-Sheffier ortalama alan yaklaşımı ile çokluyörüngeli

model Hamiltonyenini ele alarak farklı enerji dağılımlarına karşılık gelen iki boyutlu ve üç boyutlu

Fermi yüzey yapılarını inceledik. Model Hamiltonyeni bu sistemlerdeki en yakın ve ikinci en yakın

en yakın komşular arasındaki atlamaların yanısıra, demir konumlarındaki yörünge-içi ve

yörüngeler-arası yerinde (onsite) Coulomb etkileşimlerini ve Fe-3d yörüngeleri ile ikili yörünge

(dxz ve dyz) ve üçlü yörünge (dxy, dxz ve dyz) arasındaki çiftlenimleri de hesaba katmaktadır. Demir

bazlı pniktidlerin süperiletken durumları için parçacık-benzeri (quasi-particle) enerji denklemleri,

Green fonksiyonları hareket denklemleri yaklaşımıyla elde edildi. Bunlara ilaveten,

çokluyörüngelerin, çiftlenimlerim, hibritleşmenin ve yerinde Coulomb etkileşimlerinin Brillouin

bölgelerinin farklı noktalarındaki enerji dağılılımları üzerindeki etkilerinin sayısal olarak farklı

olduğu gösterilmiştir. Fermi yüzey analizinden, boşluk ve electron ceplerinin davranışlarını çeşitli

çiftlenim parametrelerinin bir fonksiyonu olarak gösterip, deneysel ARPES ve STM verileri ile

karşılaştırmalar yaptık.

Kaynakça

1. Y. Kamihara et al., J. Am. Chem. Soc. 130, 3296 (2008).

2. D. H. Lu et al., Nature 455, 81 (2008), S. Raghu et al., Phys. Rev. B 77, 220503R (2008), M. Daghofer et al.,

Phys. Rev. B 81, 014511 (2010).

3. M. Sunagawa et al., Sci. Rep. 4, 4381 (2014), P. Dai, Rev. Mod. Phys. 87, 855 (2015).

4. L. Rani and Ajay, Material Express Vol.4, 400-415 (2014) & Physica C 510, 31-41 (2015).

.

P 23


Kimyasal Banyo Depolama Yöntemi ile ÜretilenTiO2 Filmi

Melih Şenel*, Metin Kul, Evren Turan

*Eskişehir Teknik Üniversitesi, Lisanüstü Eğitim Enstitüsü, 26555, Eskişehir

Eskişehir Teknik Üniversitesi, Fizik Bölümü, 26470, Eskişehir

Geçirgen iletken oksit olan titanyum dioksit filmler kimyasal banyo depolama yöntemi ile cam ve FTO(flor doped tin oxide)

kaplı tabanlar üzerine elde edilmiş, öncül olarak titanyum izoperoksit çözeltisi kullanılmıştır. Filmlerin kalınlığı 285-622 nm

aralığında, tartı yöntemi ile ölçülmüştür. Filmlerin yapısal ve optiksel özellikleri kaplama sayısının fonksiyonu olarak

incelenmiştir. X-ışını kırınımı çalışmaları filmlerin 1 0 1 düzlemi için tercihli yönelime sahip olduğunu göstermiştir. Filmlerin

optik absorbsiyon spektrumlarından yasak enerji aralığının 3,7 eV ve optik geçirgenliklerinin %20 civarında olduğu

belirlenmiştir.

Titanyum dioksit geniş bant yapısına sahip olan

n-tipi bir yarıiletkendir. Tanecikli yapısı ile boya

duyarlı güneş pillerinde boya adsorpsiyonu için

geniş yüzey sağlaması ile çalışma elektrodu

olarak kullanılmaktadır [1].

Çalışmada TiO2 filmler cam tabanlar üzerine

basit bir yöntem ile oda sıcaklığında elde

edilmiştir. Film özelliklerine kaplama sayısı

parametresinin etkisi araştırılmıştır. Farklı

kaplama sayılarında hazırlanan filmlere kurutma

ve ısıl iyileştirme işlemleri uygulanmıştır. Elde

edilen filmlerin x-ışını kırınım desenlerinde

birden fazla pikin olması filmlerin polikristal

yapıya sahip olduğunun göstergesidir.

Tablo 1: Film Kalınlıkları

Kaplama

Sayısı

Kaplama

Süresi (dk)

Kaplama

Kalınlığı

(nm)

4. 1 297

5 1 389

6 1 400

20 30 40 50 60 70

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

(2

4 0

)

(7 6

0)

(9

4 0

)

(9

1 1

)

(7

4 1

)

(2

0 0

)

(0

0 4

)

(4 3

1)

(0 4

0)

(2

3 0

)

Şid

det

(key

fi b

irim

)

2 (derece)

(1

0 1

)

FTO:

TiO2:

Şekil 1: FTO taban üzerine elde edilen numuneye ait x-

ışını kırınım deseni.

Filmlerin optik özellikleri UV spektrometre ile

spektrumları araştırılmıştır. Filmlerin geçirgenlik

spektrumlarının %20 civarında olduğu gözlenmiştir.

Kaplama kalınlığındaki artışın filmlerin

geçirgenliğinde azalmaya sebep olduğu görülmüştür.

Kaynakça

1. Nan Bao, Yuan Li, Zhentao Wei, Guangbin Yin, Junjian Niu, “Adsorption of Dyes on Hierarchical Mesoporous

TiO2 Fibers and Its Enhanced Photocatalytic Properties”, J. Phys. Chem. C 115, 5708-5719, (2011)

..

P 24


Ag-Katkılı ZnSe İnce Filmlerinin Yapısal, Optik ve Elektriksel Özelliklerinin

İncelenmesi

Merve Karaman1, Özge Bayraklı Sürücü2, Makbule Terlemezoğlu3,4,5,

Abdullah Yıldız1, Hasan Hüseyin Güllü2, Mehmet Parlak4,5

1Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi, Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü, 06010, Ankara

2Atılım Üniversitesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 06836, Ankara 3Tekirdağ Namık Kemal Üniversitesi, Fizik Bölümü, 59030, Tekirdağ

4Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fizik Bölümü, 06800, Ankara 5Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Güneş Enerjisi Araştırma ve Uygulama Merkezi, 06800, Ankara

Katkısız ve Ag katkılı ZnSe ince filmler elektron demeti ve termal buharlaştırma yöntemi ile eş zamanlı

kullanılarak soda-kireç cam alttaşlar üzerine oda sıcaklığında büyütüldü. İnce filmlerde, Ag katkısı %10

olarak elde edildi. Oda sıcalığında polikristal yapıda gözlenen katkılı ve katkısız ince filmler, azot gaz ortamı

altında farklı sıcaklıklarda tavlandı ve tavlama sıcaklığının film özelliklerine etkisi araştırıldı. Tavlama

sıcaklığına bağlı elde edilen sonuçlar, yapıdaki Ag katkısı ile birlikte karşılaştırılmalı olarak incelendi.

ZnSe, II-VI grubu yarıiletkenleri içerisinde 2.7

eV oda sıcaklığı yasak enerji aralığı ile yüksek

optik geçirgenlik görtermesi ve doğal olarak n-

tipi iletkenlik davranışında olması ile öne

çıkmaktadır [1,2]. Son yıllarda, ZnSe ince film

katmanı yarı-iletken aygıt üretimlerinde,

özelikle foto-elektronik uygulamalarda ilgi

çekici sonuçlar sunmaktadır. Buna ek olarak,

temel güneş gözelerinde yaygın olarak

kullanılan II-VI grubu üyesi CdS ve/veya CdSe

yapısına, endüstriyel uygulamalarda çevre

kirliliği açısından toksik etkisi göze çarpan Cd

elementi yerine Zn kullanımı ile alternatif olarak

kullanılmaktadır. Bunula birlikte, ZnSe yüksek

elektriksel dirençe sahip bir bileşiktir. Bu

nedenle, aygıt uygulamalarında verim

kayıplarına neden olmaktadır. Grup-I içerisinde

Ag elementi ise II-VI grup bileşikleri için alıcı

katkısı olarak kullanılmakta ve elektriksel

iletkenliği artırmaktadır.

ZnSe ince film katmanı, genel olarak, atomik

katman biriktirme, kimyasal buhar biriktirme,

elektrokaplama, kapalı alan süblimasyonu,

sprey pirolizi ve moleküler ışın biriktirme gibi

yöntemler kullanılarak büyütülmektedir. Bu

çalışmada ise, buhar biriktirme oranı ve

elementel kompozisyon kontrolü, ve alttaş

yüzeyine homojen dağılım avantajları göz

önüne alınarak, ZnSe bileşiği üretimi için

elektron-demeti buharlaştıma ve Ag elementi

katkılama için termal buharlaştırma yöntemleri

eş zamanlı olarak kullanıldı. Ag-ZnSe bileşiği

soda-kireç cam alttaşlar üzerine büyütüldü. Elde

edilen %10 Ag içeriğine sahip ince film yapıları

referans ZnSe ile karşılaştırmalı olarak

incelendi. Tüm ince film örneklerinin, yapısal,

optik ve elektriksel karakterizasyonları

tamamlandı ve Ag-katkısı üzerinden

ilişkilendirildi. Ayrıca, oda sıcaklığında üretimi

yapılan bu örnekler için üretim sonrası tavlama

işlemleri uygulandı ve tavlama sıcaklığının

malzeme karakteristikleri üzerine etkisi

araştırıldı. ZnSe bileşiğine Ag elementi katkısı

ile özellikle elektriksel özelliklerde iyileşme

görüldü.

Kaynakça

1. E. Basaksız, M. Tomakin, E. Yanmaz, M. Altunbaş, “Ag diffusion in ZnS thin films prepared by spray

pyrolysis”, Materials Letters 61, 5239–5242 (2007).

2. H.H. Güllü, Ö. Bayraklı, D.E. Yıldız, M. Parlak, "Study on the electrical properties of ZnSe/Si heterojunction

diode”, Journal of Materials Science: Materals in Electronics 28, 17806–1781 (2017).

..

P 25


Ag-ZnSe/Si/Al Fotodiyotun Üretimi ve Fotoelektrik Özelliklerinin İncelenmesi

Merve Karaman1, Makbule Terlemezoğlu2,3,4, Özge Bayraklı Sürücü5,

Abdullah Yıldız 1, Hasan Hüseyin Güllü5, Mehmet Parlak3,4

1 Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi, Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü, 06010, Ankara

2Tekirdağ Namık Kemal Üniversitesi, Fizik Bölümü, 59030, Tekirdağ 3 Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fizik Bölümü, 06800, Ankara

4 Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Güneş Enerjisi Araştırma ve Uygulama Merkezi, 06800, Ankara 5 Atılım Üniversitesi, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, 06836, Ankara

Bu çalışmada, Ag-ZnSe/Si/Al heteroeklem yapısı, Ag-katkılı ZnSe ince film tabakasının p-tipi Si altlık

üzerine kaplanması ile elde edildi. Cam alttaş üzerine üretilen ince film, Ag-ZnSe yapısının, yapısal, yüzey

ve optik özelliklerinin belirlenmesinde kullanıldı. Üretilen diyot yapısı ise p-Si alttaş için Al arka ve Ag-

ZnSe ince film için In üst omik kontaklar kullanılarak yapılan akım-voltaj ölçümleri ile karakterize edildi.

Elde edilen fotodiyotun sıcaklığa bağlı elektriksel ölçümleri üzerinden bariyer yüksekliği, idealite faktörü ve

seri direnç değerleri hesaplandı. Aygıtın ışık duyarlılığı, farklı halojen lamba aydınlatması altında karakterize

edildi.

II-VI grubu yarı-iletken ailesi, 0 - 3,7 eV arası

yasak bölge bant enerjisi aralığına sahip olması

ve uygun elektrik özellikleri nedeniyle foto-

diyotlar, ışık yayan diyotlar, lazer diyotları gibi

opto-elektronik cihazların ve pencere tabakası

olarak güneş pillerinin üretiminde

kullanılmaktadır [1]. Bu grubun üyesi yarı-

iletkenlerden, CdS ve CdSe güneş pillerinde

tampon tabaka olarak kullanılan popüler iki

malzemedir ancak endüstriyel üretim ve çevre

kirliliği açısından toksik etkiye sahip olan Cd

elementinin alternatifi olarak Cd gibi mavi

spektrum aralığında bulunan Zn-içerikli

bileşiklerde tercih edilmektedir [2]. Uygulama

alanları açısından, ZnSe popüler bir bileşiktir,

fakat yüksek dirence sahip olduğundan Ag, Cu

gibi elementel katkılama ile elektriksel

özelliklerinin geliştirilmesi de araştırma

konuları içerisindedir.

Farklı fiziksel ve kimyasal ince film üretim

teknikleri kullanılarak elde edilen ZnSe ince

filmler literatürde yer almaktadır [2,3]. Bu

çalışmada ise, Ag katkılı ZnSe ince filmleri,

aynı anda cam ve Al-arka kontaklı p-tipi Si

yonga üzerine, elektron-demeti ve termal

buharlaştırma yöntemleri ortak kullanımı ile

büyütüldü. ZnSe bileşiği için elektron demeti,

Ag element katkısı için de termal buharlaştırma

eş zamanlı olarak kullanıldı.

Cam üzerine üretilen Ag-ZnSe ince filmlerinin

yapısal, ve optik karakterizasyonu yapıldı.

Filmlerin yapısal özellikleri X-ışını kırınım

(XRD) deseni, Raman spektrumu, taramalı

elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dağılımlı

X-ışını profili (EDS) ölçümleri yapılarak

belirlendi. Optik özellikleri ise, ultraviyole

/görünür bölge (UV-GB) optik geçirgenlik

ölçümleri ile incelendi.

Al- arka kontaklı p-tipi Si yonga üzerine In/Ag-

ZnSe/Si/Al heteroeklem yapısının üretilmesinin

ardından, bu yapının elektriksel özellileri

sıcaklık bağımlı akım-voltaj (I-V) ölçümleri

yapılarak belirlendi. Ölçüm analizleri ile bariyer

yüksekliği, idealite faktörü ve seri direnç

değerleri hesaplandı. Ayrıca, bu hetero eklemin

foto-diyot özelliklerinin belirlenmesi için farklı

halojen lamba aydınlatması altında I-V

ölçümleri yapılarak foto-elektriksel tepkileri

analiz edildi.

Kaynakça

1. E. Basaksız, M. Tomakin, E. Yanmaz, M. Altunbaş, “Ag diffusion in ZnS thin films prepared by spray

pyrolysis”, Materials Letters 61, 5239–5242 (2007).

2. H.H. Güllü, Ö. Bayraklı, D.E. Yıldız, M. Parlak, "Study on the electrical properties of ZnSe/Si heterojunction

diode”, Journal of Materials Science: Materals in Electronics 28, 17806–1781 (2017).

3. Y. Zeng, H. Xing, Y. Fang, Y. Huang, A. Lu, X. Chen, “Tunable band gap and conductivity type of ZnSe/Si

core-shell nanowire heterostructures”, Materials, 7, 7276-7288 (2014)

P 26


2,2’-Bi-4-picoline molekülünün yapısal, elektronik ve titreşimsel spektroskopik

özelliklerinin teorik olarak incelenmesi

Meryem Alp, Şenay Yurdakul

Gazi Üniversitesi, Fizik Bölümü, 06500, Ankara

Bu çalışmada, biyolojik öneme sahip, medikal ilaçlarda kullanılan[1] 2,2'-Bi-4-picoline

molekülünün yapısal, elektronik ve titreşimsel spektroskopik özellikleri teorik olarak incelendi.

Optimize moleküler geometri üzerinden kuantum kimyasal hesaplamalar, normal titreşim modları

ve elektron özellikleri, Gaussian programı ile[2] B3LYP/6-311++G(d, p) temel setinde yoğunluk

fonksiyonel teorisi (DFT) kullanılarak hesaplandı. Ayrıca, doğal bağ yörüngesel analizi, enerji band

aralığı, durum yoğunluğu (DOS) ve moleküler elektrostatik potansiyel (MEP) haritaları, yük analizi

ve termodinamik özellikleri tartışıldı. Infrared ve Raman spektroskopisi teorik olarak incelendi.

Yapılacak nümerik hesaplamalar, serbest ligandların ve elde edilecek olası bileşik özelliklerinin

açığa çıkmasını sağlaması açısından oldukça önemlidir. Moleküllerin detaylı çalışması, teknoloji

alanındaki diğer uygulamalar için yapısal, fiziksel ve kimyasal özelliklerini anlamada yardımcı

olacaktır.

Kaynakça

1. Casini A., Diawara, M.C., Scopelliti, R., Zakeeruddin, S.M., Gratzel, M., Dyson, P.J. “Synthesis, characterisation

and biological properties of gold(III) compounds with modified bipyridine and bipyridylamine ligands”, Dalton

Trans., 39, 2239–2245 (2010)

2. Frisch, M.J. et. al. 2016. Gaussian, Inc., Wallingford CT.

P 27

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pcsubstance/?term=%222%2C2%27-Bi-4-picoline%22%5bCompleteSynonym%5d%20AND%2014338%5bStandardizedCID%5d


Alkali metallerin (Li, Na ve K) Tek veya Çok Katmanlı Arsenene Fazlarıyla

Etkileşimi Muammer Kanlı1, Burak Özdemir1, Abdullatif Önen1, Engin Durgun1

1UNAM - National Nanotechnology Research Center and Institute of Materials Science and

Nanotechnology, Bilkent University, Ankara, 06800, Turkey

Ultra ince siyah fosfor (fosforene) sentezi ve yüksek performanslı az-katmanlı alan-etkili tranzistör

üretiminden sonra iki boyutlu (2B) tek elementli pniktojenler (VA grubu malzemeler) yoğun bir şekilde

araştırılmaktadır. 2B arsenik (arsenene) yapı teorik hesaplar neticesinde ön görülmüş [1] ve deneysel olarak

üretilmiş [2] olup bu yapının yeni elektronik, optik ve mekanik özellikleri rapor edilmiştir. Bu özellikler

arsenenin elektrokimyasal piller [3], termoelektrik aygıtlar, ince film güneş pilleri de içeren birçok

teknolojik uygulamalar için uygun bir malzeme olduğunu göstermektedir. Arsenenin yeni ortaya çıkan

potansiyel uygulama alanlarından birisi de şarj edilebilir pillerdir. Bu alanda, alkali metal iyon pilleri [4]

konusundaki araştırmalar taşınabilir elektronik cihazlar ve gelişmekte olan elektrikli araç endüstrisi talebi

doğrultusunda büyümektedir.

Bu motivasyonla, alkali metallerin (Li, Na ve K) tek ve periyodik çok katmanlı arsenene fazlarıyla (buckled

ve washboard) etkileşimini ab initio yöntemleri kullanarak hesapladık. Tek atom adsorpsiyonundan

başlayarak çeşitli konsantrasyonlar için oluşan yapıların stabilitesini kontrol ettik, ayrıca bağlanma ve

formasyon enerjilerini hesapladık. Daha sonra her bir alkali metalin tek ve iki katmanlı yapılar üzerindeki

difüzyonunu analiz ettik ve difüzyon bariyerinin alkali elemente bağlı olduğunu ortaya çıkardık ve alkali

metallerinin kümelenme ihtimalini inceledik. Son olarak, hesapladığımız kristal ve amorf fazların ortalama

voltaj değerleri tek ve çok katmanlı arsenene sistemlerin alkali iyon pillerde elektrot olarak

kullanılabileceğini göstermektedir.

Şekil 1: Buckled (a,b) ve washboard (c,d) arsenene yapılar için difüzyon yolları ve enerji bariyerleri. Çeşitli

konsantrasyonlarda alkali metal ile kaplanmış çok katmanlı, amorf buckled arsenene yapılar için voltaj değerleri (e).

Kaynakça

1. D. Kecik, E. Durgun, and S. Ciraci, Phys. Rev. B 94, 205409 (2016)

2. H. Li, Z. Wang, L. Chen, and X. Huang, Adv. Mat. 21, 4593 (2009)

3. W. Luo, J. Wan, B. Ozdemir, W. Bao, Y. Chen, J. Dai, H. Lin, Y. Xu, F. Gu, V. Barone, and L. Hu, Nano Lett. 15,

7671 (2015)

4. M. Kanli, B. Ozdemir, A. Onen, and E. Durgun (submitted)

P 28

https://onlinelibrary.wiley.com/action/doSearch?ContribAuthorStored=Li%2C+Hong

https://onlinelibrary.wiley.com/action/doSearch?ContribAuthorStored=Wang%2C+Zhaoxiang

https://onlinelibrary.wiley.com/action/doSearch?ContribAuthorStored=Chen%2C+Liquan

https://onlinelibrary.wiley.com/action/doSearch?ContribAuthorStored=Huang%2C+Xuejie

https://pubs.acs.org/action/doSearch?field1=Contrib&text1=Liangbing++Hu


Metamalzeme Soğurucu ile Kimyasal Sıvı Algılama

Mustafa Suphi Gülsu, Fulya Bağcı, Barış Akaoğlu

Ankara Üniversitesi, Fizik Mühendisliği Bölümü, 06100 Ankara

Kimyasal ve biyolojik uygulamalar için sıvı örneklerin yüksek duyarlılıkla algılanması önem taşımaktadır.

Bu çalışmada tam-dalga üç boyutlu bir elektromanyetik benzetim programı kullanılarak iki katmanlı bir

elektrik-LC metamalzeme soğurucu yapısı tasarlanmıştır. Yapının rezonans frekanslarda elektrik alan ve

yüzey akım dağılımı incelenmiştir. WR-229 mikrodalga dalga kılavuzunda soğurucu tipinde metamalzeme

algılayıcının önüne kimyasal sıvı karışımları eklenerek yansıma spektrumları ağ analizörü aracılığıyla

ölçülmüştür. Kompleks elektriksel geçirgenliğin rezonans frekans ve sönümleme oranı ile ilişkisinden farklı

oranlardaki karışımların dielektrik özellikleri belirlenmiştir.

Metamalzemeler doğada gözlenmeyen ilgi çekici karakteristiklere (negatif kırılma, ters Doppler

etkisi, elektromanyetik indüklenmiş saydamlık, vb.) sahip olabilen, yapay olarak üretilmiş

periyodik veya kısmen periyodik kompozit yapılardır. Metamalzeme tabanlı algılayıcılar

yapılarındaki güçlü alan yerelleşmesinden ötürü yüksek duyarlılığa ve kompakt yapıya

sahiptirler. Keskin bir rezonans davranışı göstermesinden ötürü elektrik-LC rezonatörlü

metamalzeme yapıları mikrodalga frekanslarda sıklıkla kullanılmaktadır [1,2]. Bu çalışmada

kimyasal sıvı algılayıcısı olarak kullanılmak üzere iki katmanlı üç adet kare halka şeklinde

elektrik-LC rezonatörler içeren bir metamalzeme yapısı seçilmiştir. Alttaş olarak arka kısmı 35

μm bakır ile kaplı FR-4 malzemesi kullanılmıştır. Çoklu yansıma ile sıvı ile daha çok

etkileşimde bulunulacağından metamalzeme soğurucu tipte tasarlanmıştır. Metamalzemenin

WR-229 dalga kılavuzu içerisindeki ölçümlerine geçilmeden önce tam-dalga bir

elektromanyetik benzetim programı olan CST Microwave Studio ile hesaplamaları

gerçekleştirilmiştir. Etanol-su karışımında su oranı %0’dan %100’e %10 aralıklarla

değiştirilerek yansıma katsayıları ölçülmüştür. Tek ve iki katmanlı metamalzeme soğurucunun

%100 su ekli durumunda ölçülen yansıma spektrumları örnek olarak Şekil 1’de verilmiştir. İki

katmanlı metamalzeme yapısının daha yüksek sönümleme oranı ve daha dar bant yapısına sahip

olduğu saptanmıştır. Rezonans frekansları ve S11 değerlerinden karışımın kompleks dielektrik

sabitinin gerçel ve sanal kısımları belirlenmiştir.

Şekil 1: Tek ve iki katmanlı metamalzeme soğurucunun %100 su-%0 etanol için ölçülen yansıma spektrumu.

Teşekkür: Bu çalışma Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) tarafından 117E504 no’lu

proje ile ve Ankara Üniversitesi Bilimsel Araştırmalar Birimi (BAP) tarafından 17B0443006 no’lu proje ile

desteklenmiştir.

Kaynakça

1. H. Torun, F. Cagri Top, G. Dundar, A. D. Yalcinkaya, “An antenna-coupled split-ring resonator for

biosensing”, J. Appl. Phys. 116, 124701 (2014).

2. A. Salim, S. Lim, “Complementary split-ring resonator-loaded microfluidic ethanol chemical sensor”,

Sensors 16, 1802 (2016).

P 29


Al(In)GaN/ GaN Yüksek Elektron Mobiliteli Transistör (HEMT) Yapıların

Kusur Yapılarının İncelenmesi

Özlem BAYAL, Esra BALCI, M. Kemal ÖZTÜRK

Gazi Üniversitesi, Fizik Bölümü, 06500 Ankara

Bu çalışmamızda öncelikle Bilkent Üniversitesi Nano Teknoloji Araştırma Merkezi’nde (NANOTAM) üretilen

yüksek kaliteli farklı bariyerli AlGaN/AlN/GaN ile AlInN/AlN/GaN HEMT yapıların iletim özelliklerinin

sıcaklığa bağlı Hall ölçümleri karşılaştırmayı planlıyoruz. Çalışmanın ikinci aşamasında ise Gazi Üniversitesinde

üretilen, AlInN/GaN HEMT yapıları daha detaylı araştırmak için heteroeklem arayüzeyine farklı kalınlıklarda AlN

ara tabaka büyütülmüş ve 4 örnek incelenecektir. Çalışmanın üçüncü aşamasında ise Vilnius Üniversitesinde,

farklı bariyer ve kanallı AlInN/AlN/InGaN, AlGaN/AlN/GaN HEMT yapılar üretilecek ve iletim üzerine etkilerini

araştırılacaktır.

III-nitrat grubu yarıiletkenlerin optiksel özelliklerinin

ve buna bağlı geliştirilen optoelektronik

uygulamalarının yanısıra, son zamanlarda elektronik

teknolojisi için de yoğun olarak araştırılan malzeme

gruplarından birisidir. Al(In)/GaN/AlGaN yüksek

elektron mobiliteli transistör (HEMT) yapıların

yüksek frekanslı ve yüksek güçlü mikrodalga

uygulamalar için aranan geniş bant aralığına, iyi bir

ısıl iletkenliğe, kendiliğinden ve piezoelektrik

polarizasyon alanına sahip olması, HEMT yapıların

askeri ve ticari alanda kullanılmasına olanak

sağlamaktadır. Fakat bu alandaki mevcut teknolojinin

rekabetinden dolayı GaN tabanlı elektronik aygıtların

gelişimi, optoelektronik uygulamalar kadar hızlı

gerçekleşmemektedir. Buna rağmen, son

zamanlardaki gelişmeler oldukça etkileyicidir. GaN ve

GaAs temelli transistörlerin potansiyel kullanım

alanları frekans ve güç aralıklarına faklılık gösterir [1].

Bir transistörün maksimum gücü kullanılan

yarıiletkenin enerji bant aralığının dördüncü kuvveti

ve sürüklenme hızının karesi ile doğru orantılıdır.

Dolayısıyla, nitratların enerji bant aralıkları ve

sürüklenme hızları Si ve GaAs gibi diğer

yarıiletkenlere göre daha büyük olduğundan GaN

temelli yarıiletkenlerden üretilecek olan transistörlerin

daha fazla çıkış gücü vermesi beklenmektedir.

Şekil 1: HXRD ile ölçülen numunenin yoğunluk gırafiği

Kristal örgü parametresi genellikle oda sıcaklığında

yüksek çözünürlü X- ışını kırınım (HRXRD) tekniği

ile belirlenir. Üçlü veya dörtlü bileşiklerde bu teknik

aynı zamanda kompozisyon oranının belirlenmesinde

kullanılır. Bununla beraber, epitabakalar yabancı

alttabakalar üzerine büyütüldüğünde zorlamalar, örgü

15 parametresi hesaplarına dahil edilmelidir. Örgü

parametresi, (i) serbest elektron yoğunluğu, (ii)

yabancı atom ve kusurların yoğunluğu, (iii) dış

zorlamalar (örnek olarak alttabanın neden olduğu

zorlamalar), (iv) sıcaklık gibi faktörlere bağlıdır [2].

AlN, GaN ve InN için deneysel olarak gözlenen örgü

parametreleri, en yakın ve ikinci yakın komşuluk

uzaklıkları ve bağ açıları verilmiştir İncelenen

örneklerdeki homojenlik, zorlama ve bunun kısmi

gevşemesi ve yüksek konsantrasyonlu yapısal

kusurların farklılıklarından dolayı literatürde verilen

değerlerden farklı değerler de bulunmaktadır .

Kaynakça

1. Martinez, E.J., “Gallium Nitride & Related Wide Bandgap Materials and Devices”, DARPATech, (2000).

2. Ambacher, O., Majewski, J., Miskys, C., Link, A., Hermann, M., Eickhoff, M., Stutzmann, M., Bernardini, F.,

Fiorentini, V., Tilak, V., Schaff, B., and Eastman, L. F. “Pyroelectric properties of Al(In)GaN/GaN hetero- and quantum

well structures” J.Phys:Condens. Matter 14 (2002) 3399.

P 30


İki Boyutlu Geçiş Metali Dikalkojenitlerinde Enerji-Faz Durum İlişkisi

Öznur Ömeroğlu1, İlker Demiroğlu2, Cem Sevik2

1Eskişehir Teknik Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, 26470, Eskişehir

2Eskişehir Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, 26555, Eskişehir

MX2 (M=Mo,W ve X=S,Se,Te) yapısındaki iki boyutlu geçiş metali dikalkojenitlerinin enerji-faz ilişkisi ab-

initio simülasyon teknikleri ile aynı yapıdaki farklı kristal fazlar için incelenmiştir. Yapıların örgü

parametreleri ile minimum enerjileri arasında ilişki kurularak kararlılık durumları belirlenmiş ve elastik bant

hesabı metodu (NEB) yardımıyla farklı fazlar arasında enerji geçiş bariyerleri hesaplanmıştır.

MX2 (M=Mo,W ve X=S,Se,Te) formundaki tek

tabakalı geçiş metali dikalkojenit kristalleri, H,

T, T' ve T'' gibi farklı kristal yapılarında

bulunabilirler [1]. Bu çalışmada H-T' ve T''-T

kristal yapıları arasındaki faz dönüşümlerinin

enerji bariyerini (Eb) hesaplamak amacıyla

VASP programı dahilinde NEB hesaplamaları

kullanılmıştır. NEB hesaplamalarında önce iki

faz arası geçiş yolu atomların eşit aralıklı yer

değiştirmeleri ile yakınsanarak belirlenir.

Sonrasında bu faz geçiş yolu boyunca aradaki

kristal yapılar birbirlerine göre optimize

edilerek mümkün olan en düşük enerji rotası

hesaplanır [2].

Yapılan çalışmada, incelenen MX2

malzemelerinin H ve T'' fazlarındayken

yarıiletken, T' ve T fazlarındayken de metalik

olduğu gözlenmiştir. H fazı, WTe2 haricinde

incelenen tüm diğer malzemeler için enerjik

olarak en kararlı faz olarak bulunmuştur. Hem

H-T' hem de T''-T arası faz geçişi

hesaplamalarında, geçiş metallerinin atomik

yarıçaplarının artışından dolayı MoTe2 ve WTe2

yapıları için daha düşük bariyer değerleri

gözlenmektedir. T''-T faz geçiş yolunda sistemin

T' fazına yakınsadığı ve bu sebeple enerjilerin

düştüğü görülmektedir. T'-T geçişinde ise bir

enerji bariyeri görünmemektedir. T fazı kararsız

olduğundan spontane olarak T' fazına

dönüşmektedir.

Şekil 1: İki boyutlu geçiş metali dikalkojenitlerinde

H-T’ faz geçiş yolu boyunca enerji diyagramı

Şekil 2: İki boyutlu geçiş metali dikalkojenitlerinde

T’'-T faz geçiş yolu boyunca enerji diyagramı

Kaynakça

1. Krishnamoorthy, A., Bassman, L., Kalia, R. K., Nakano, A., Shimojo, F., & Vashishta, P. (2018).

Semiconductor–metal structural phase transformation in MoTe2 monolayers by electronic

excitation. Nanoscale, 10(6), 2742-2747.

2. Henkelman, G., & Jonsson, H. (2000). Improved tangent estimate in the nudged elastic band method for finding

minimum energy paths and saddle points. The Journal of chemical physics, 113(22), 9978-9985.

P 31


Si/InS 2D Heteroyapılarının Optoelektronik Özellikleri

R. Çaglayan1, Y. Moğulkoç2, A. Moğulkoç2, B. Alkan1

1Ankara Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Fizik Mühendisliği Bölümü, 06100, Ankara

2Ankara Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, 06100, Ankara

Teorik olarak iki boyutlu (2D) malzemelerle

yapılan çalışmalar, deneysel çalışmalara öncülük

etmektedir. Özellikle öngörülen 2D malzemelerin

optoelektronik özelliklerinin ayarlanabilir olması

ve çeşitli heteroyapılarda fiziksel özelliklerin

belirlenmesi ve yeni malzemelerin önerilmesi

günümüz malzeme fiziğinde önem teşkil

etmektedir.

MX (M= B, Ga, Al, In ve X = O, S, Se, Te) tipi

malzemelerin sentezlenmesiyle birlikte fiziksel

özelliklerin değişebilir yapıda olduğu yeni

nanomalzemelerin ortaya çıkması ve

kalkojenitlere olan ilginin gün geçtikçe arttığı

gözlenmiştir.

Çalışmamızda, yoğunluk fonksiyoneli teorisi

(DFT) kullanılarak, silikonun 2D yapısı olan

Silisin, InS yapısı üzerine getirilerek farklı

katmanlarda (stacklerde) heteroyapılar

oluşturulmuştur. Kararlı olan yapıların DFT-PBE

yönteminin yanı sıra spin-orbit çiftlenimi (SOC)

etkisi ve Heyd-Scuseria-Ernzerhof (HSE06)

hibrid fonksiyoneli dikkate alınarak elektronik

özellikleri incelenmiştir. Her bir stack için Silisin

ve InS arasındaki yük geçişi hesaplanmıştır.

Ayrıca Si/InS’e ait her bir yapı için elektrik alan

altındaki davranışları incelenmiştir. Elektrik alan

altında direkt ve indirekt geçişler söz konusudur.

Şekil 1’de farklı stackler için yapıların yük

dağılımları ve elektrostatik potansiyel enerjileri

görülmektedir. Yasak band aralığı ve iş

fonksiyonunun dış etkilerle ayarlanabilir olması

ve mor ötesi bölgesinde belirgin absorbsiyon

göstermesi, morötesi spektral bölgesine dayalı

optoelektronik uygulamalar için öngörülmektedir.

Şekil 1: Si/InS 2D Heteroyapılarının farklı stackler için yük dağılımları ve elektrostatik potansiyel enerjileri

P 32


Kuantum Örgü Modeli İçin Geometrik Faz Diyagramları

Rıza Erdem1

1Akdeniz Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, 07058 Antalya

[email protected]

Bu çalışmada, lokal üç-kuyu potansiyelli kuantum örgü modeli (QLM) Riemann geometrisi çerçevesinde ele

alınarak geometrik faz diyagramları elde edildi. Önce, QLM ’nin başarılı bir şekilde uygulanabildiği ferroelektrik

kristaller için ( kutuplanma ve u hacim deformasyonu olmak üzere) iki-boyutlu bir ),( u termodinamik durum

uzayı seçildi ve bu uzayda bir metrik tanımlandı. Daha sonra, metrik elemanları ortalama alan yaklaşımına dayalı

Gibbs serbest enerjisi yardımıyla tespit edilerek ),( u uzayı için termodinamik Ricci eğrilik skaleri )(R türetildi.

Eğrilik hesabı, deforme 622 SPSn kristalinin dış basınç )( p altındaki denge faz geçiş özelliklerini belirleyen

parametre değerleri kullanmak suretiyle yapıldı. R ’nin sabit sıcaklık altında yasak enerji aralığı )( ve dış

basınçla değişimi sunuldu. Eğrilik skaleri, ferroelektrik fazda (F) negatif değerler alırken paraelektrik fazda (P)

pozitif değerlere sahip olmaktadır. F/P sürekli (ikinci-derece) faz geçişi civarında ise, bilinen diğer tüm fiziksel

sistemlerdeki faz geçişlerinde olduğu gibi +→R (sonsuza ıraksama) durumu geçerlidir. 0R ve 0R faz

bölgeleri birbirinden (F bölgesi içinde bulunan) 0=R çizgisi ile ayrılır. Bu çizgi süreksiz (birinci-derece) faz

geçiş çizgisinin üzerinde son bulmaktadır. Bu özelliklerin yer aldığı faz diyagram topolojisine “Geometrik Faz

diyagramı” adı verilir.

P 33

mailto:[email protected]


Yedi Boyutlu Ising Modelinde Düzen Parametresi İhmaliyet Dağılımı İçin Sonlu

Örgü Ölçekleme Bağıntısı

Z. Merdan, S. Doğruer, M.K. Öztürk

Gazi Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fizik Bölümü Beşevler, Ankara

Ising model Faz geçişi yapan sistemleri temsil eden , spinler arası etkileşmeleri içeren , ferromanyetik

maddelerin termodinamik niceliklerinin incelenmesini sağlayan bir modeldir. Çalışmamızda Faz

geçişlerini taklit edebilen istatistiksel modellerden biri olan Ising modeli ile yedi boyutlu ikinci en yakın

komşu etkileşmeli durumunda Creutz Cellular Automaton ile simülasyon yaparak sonlu örgü ölçek

bağıntılarından yararlanarak Yedi boyutlu Ising modelinde düzen parametresi ihtimaliyet dağılımı için

simülasyonlar L=4,6,8 örgüleri için beş bitli demonlar kullanılarak creutz cellular automatonda

yapılmıştır. Diğer taraftan yedi boyutlu Ising modelinin düzen parametresi olasılık dağılımları kritik

sıcaklıkta hesaplanmıştır. Kritik (t = 0), kritik altı (t<0) ve kritiküstü (t>0 )’ndeki bölgelerde düzen

parametresi ihtimaliyet dağılımının (PL ), manyetizasyona ( M ) karşı grafikleri çizildi.

Düzenparametresi olasılık dağılımı için sonlu örgü ölçekleme ilişkisi Creutz cellular automatonları ile

test edilmiş literatür ile uyumluluğu doğrulanmıştır. Analitik olasılık fonksiyonlarının sabitleri kritik

noktada sayısal olarak oluşturulan olasılık fonksiyonuna fit edilerek elde edilmiştir. Büyük örgü

değerlerinde analitik olasılık fonksiyonu evrensel bir biçime sahiptir. Olasılık dağılımı için sonlu örgü

ölçekleme ilişkisi Creutz Cellular Automaton simülasyonları ile test edilmiş ve nümerik olarak

doğrulanmıştır.

Kaynakça

Merdan, Z., Karakuş, Ö., “The Finite-Size Scaling Relation for the Order-Parameter Probability Distribution of

the Six Dimensional Ising Model”, International Jornal of Theoretical Physics 55,3105 (2016).

..

P 34


Farklı Malzemeler Üzerinde Depolanan YIG İnce Filmlerin

Sönümlenme ve Manyetik Anizotropisi

Adam Krysztofik1, Sevgi Özoğlu2, Emerson Coy2, Janusz Dubowik1

1Institute of Molecular Physics, Polish Academy of Sciences, Poznan, Polonya

2NanoBioMedical Centre, Adam Mickiewicz University, Poznan, Polonya

İtriyum Demir Garnet (YIG) spintronik ve magnonik uygulamalar için başta mıknatıslanma deviniminin en düşük

seviyede ulaşılabilir olmasından dolayı kullanımı oldukça talep edilen bir malzemedir. Substrat olarak kullanılan

(büyütme alt tabakası) Gadolinyum Garyum Garnet (GGG) üzerinde büyütme, son yıllarda farklı büyütme

teknikleri ile yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte amaç YIG sönümlemesini ve bu konudaki

iyileştirmeleri gelişen teknolojiye entegre etmek değilse, kullanılan alt tabakanın seçimi de zor olmaya devam

edecektir. Bu nedenle amaç yaygın CMOS (tamamlayıcı metal-oksit-yarı iletken) teknolojisi ile uyumluluğuna

yönelik bir ön adım olarak Gadolinyum Garyum Garnet (GGG), İtriyum Alüminyum Garnet (YAG) ve Silisyum

(Si) substratlarında biriktirilen İtriyum Demir Garnet (YIG) filmlerinin geniş bant ferromanyetik rezonans

ölçümlerinin sonuçları sunulacaktır.

P 35


. Topolojik Weyl Yarımetallerde p-Polarize Dalgalar ve Yüzey Etkileri

Şevval Taşdemir ve Mustafa Sarısaman

İstanbul Üniversitesi, Fizik Bölümü, 34134 Vezneciler, İstanbul

Topolojik Yarımetaller (TYM), büyük sıcaklık değişimleri ve güçlü fiziksel deformasyonlara rağmen

topolojik yapıları ve özellikleri sayesinde azalmayan elektrik ve taşınım davranışları sergileyen yeni kuantum

malzeme türlerinden birisidir. Bu malzemeler özellikle yüzeylerindeki iletken ve içerlerindeki de kısmen

iletken olmalarından kaynaklanan ekzotik yapılarından dolayı hem teorik hem de deneysel araştırmacıların

oldukça fazla ilgisini çekmiştir. Bu tür malzemelerin fotonik, kataliz ve kuvantum hesaplama alanlarındaki

uygulamaları oldukça yoğun çalışma alanları oluşturmuştur. Bu çalışmamızda TYM yüzeyine p-polarize

gönderilen bir elektromanyetik dalganın saçılma özellikleri incelenerek, bu malzemenin TM modu çözümleri

ve bunun muhtemel uygulamaları ile yüzey etkileri araştırılacaktır.

Topolojik Weyl Yarımetalinin Fermi arkı olmayan yüzeyine bir elektromanyetik dalga gönderilirse,

malzeme içerisindeki Maxwell denklem biçimleri aşağıda verilen topolojik ifadeleri içerir:

Maxwell denklemlerinin çözümü malzeme içerisinde Faraday dönmesine, malzeme dışında ise Kerr

dönmesine sebep olur [1].

Şekil 1: Topolojik Weyl Yarımetalinde Saçılma olayı ile Kerr ve Faraday dönmelerinin şematik gösterimi.

Kaynakça

1. Ş. Taşdemir, M. E. İndap ve M. Sarısaman, “Surface Plasmon Polaritons in Topological Weyl Semimetals”

(Yayına hazırlanıyor).

..

P 36


Spin-1 Ising Modelinde Manyetik Dağılganlık Bağıntısı ve Manyetik Sönüm

Faktörünün Yol Olasılık Metodu ile Hesaplanması

Songül Özüm1, Rıza Erdem2

1Hitit Üniversitesi, Alaca Avni Çelik MYO, Elektronik ve Otomasyon Bölümü, 19600 Çorum 2Akdeniz Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, 07058 Antalya

Bu çalışmada, önceki çalışmamızın [1] devamı olarak, manyetik alan altında bilineer (J) ve bikuadratik (K)

etkileşme Hamiltonyenli spin-1 Ising Modeli [2, 3] için dinamik (yani kompleks) alınganlık ifadesi 𝜒 = 𝜒1 −𝑖𝜒2 [4, 5] denge dışı istatistik mekaniksel yaklaşımlardan yol olasılık metodu (PPM) kullanılarak bulundu. İlk

olarak, dinamik denklemler olarak adlandırılan diferansiyel denklem sistemi lineer hale getirildi. Daha sonra,

elde edilen denklemler 𝜔 frekansı ile salınım yapan bir dış manyetik alan varlığında çözüldü ve 𝜒 ’nın reel ve

sanal bileşenlerinden sırasıyla manyetik dağılganlık bağıntısı ve manyetik sönüm faktörü (𝜒1, 𝜒2) türetildi.

𝐽/𝐾 = 1.2 için 𝜒1 ve 𝜒2’nin indirgenmiş sıcaklıkla )( değişimi özellikle ferromanyetik ve paramanyetik faz

bölgeleri ile kritik sıcaklık civarındaki davranışı yüksek ve düşük frekans (𝜔) ve farklı hız sabiti değerleri ( k )

dikkate alınarak incelendi. Her iki bileşenin, düşük frekans değerlerinde, ferromanyetik/paramanyetik faz geçişi

sıcaklığı )( C yakınlarında sonsuza ıraksadığı gözlendi. Yüksek frekans değerlerinde ise, sönüm faktörü tam C

sıcaklığında ve dağılganlık bağıntısı her iki faz bölgesinde birer maksimum (pik) yapmaktadır. Elde edilen

sonuçlar, Onsager teorisine dayalı tersinmez termodinamik (ORT) kullanılarak elde edilenlerle [4] karşılaştırıldı

ve tam bir uyum gözlendi.

Kaynakça

1. R. Erdem, S. Özüm, “Relaxation times obtained from the rate equations using path probability method for the

spin-1 Ising model”, Modern Physics Letters B 33, 1950258 (2019).

2. M. Blume, V. J. Emery, R. B. Griffiths, “Ising Model for the λ Transition and Phase Separation in He3-He4

Mixtures”, Physical Review A 4, 1071-1077 (1971).

3. M. Keskin, “A model for quenching via hidden variables; Non-equilibrium behaviour of a system with two

long range order parameters II: Influence of a magnetic field”, Physica A: Statistical Mechanics and its

Applications 135, 226-236 (1986).

4. R. Erdem, “Magnetic relaxation in a spin-1 Ising model near the second-order phase transition point”, Journal

of Magnetism and Magnetic Materials 320, 2273- 2278 (2008).

5. G. Gulpinar, E. Vatansever, “Critical behavior of AC antiferromagnetic and ferromagnetic susceptibilities of

a spin-1/2 metamagnetic Ising system”, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 324, 983-990 (2012).

P 37


Geçiş Metali İyonlarıyla Eş-Katkılanmış Oksit Nanoparçacıkların Yapısal ve

Optik Özellikleri

Tayyar Güngör ve Ebru Güngör

Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü, 15030 BURDUR

Geniş enerji band aralık değerine sahip ZnO’in

özellikle geçiş elementleri ile katkılanmış

formlarının spintronik aygıt teknolojisinde

kullanılabileceği öngörülmektedir. Vakum ve çözelti

temelli hazırlama yöntemlerine ek olarak kapasitörde

depolanan elektrostatik enerjinin belirli periyotlarda

yüksek saflığa sahip metal karşıt elektrotlar arasında

deşarj edilmesi (Spark-Deşarj tekniği, SD) ile metal

oksit tabanlı yarıiletken filmler hazırlanabilmektedir.

Bu çalışmada SD tekniği ile üretilen Co ve Cu katkılı

ZnO bimetalik nanoparçacık formundaki tabakaların

yapısal ve optiksel özellikleri incelenmiştir. Co ve Cu

geçiş metalleriyle katkılanmış ZnO ve referans olarak

kullanılan katkısız ZnO nanoparçacıklar, cam alttaş

üzerine SD yöntemle biriktirildi. Teknik gereği homo

ve hetero metal elektrot çiftleri düşey geometride

konumlandırılarak, voltaj ve spark sayısına bağlı

olarak nanoparçacıklardan oluşan filmler üretildi.

Düşey biriktirme geometrisi, nanoparçacıkların alttaş

yüzeyine dağılımının daha homojen olamsı için

tercih edilmiştir. Kullanılan elektrot çiftlerine bağlı

olarak elde edilen ZnO ve geçiş metali katkılı ZnO

örneklerdeki nanoparçacık boyutları 25-85nm

aralığında değişmektedir. ZnO temel yapısına Co ve

Cu iyon katkısı yapılarak elde edilen bimetalik nano

filmlerin X-ışını kırınım (XIK) ölçümleri, ZnO’in

hekzagonal wurtzit yapısına ait karakteristik

özelliklerinin baskın olduğunu göstermiştir. Co:ZnO

ve Cu:ZnO nanofilmlerin optik geçirgenlik

spektrumundan elde edilen optik band aralıkları

azalmakta, kırmızıya doğru kayma gözlenmekte ve

optik geçirgenlikleri ZnO yapıya göre nispeten

azalmaktadır. Cu katkısının, Co’ınkine göre ZnO’in

optik geçirgenliğini ve band aralığını daha fazla

azalttığı gözlenmiştir. Band aralıklarında gözlenen

kırmızıya kayma fotolümünesans ölçümleri ile

doğrulanmıştır.

Şekil 1: Çeşitli metal elektrot çiftlerin SD işlem

sonrası görüntüleri, metal elektrot çiftlerine bağlı

olarak üretilen katkılı metal oksit

nanoparçacıkların SEM görüntüleri ve optik

geçirgenlik spektrumları.

Bu çalışma, Türkiye Bilimsel ve Teknik Araştırma

Kurumu (TÜBİTAK) tarafından 116F046 numaralı

proje ve Burdur Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi

tarafından 0324-NAP-16, 0356-NAP-16, 0253-MP-

14, 0172-NAP-13, 0173-NAP-13, 110-NAP-10 ve

100-NAP-10 numaralı projelerle desteklenmiştir.

P 38


Termiyonik Vakum Ark Tekniği ile Biriktirilmiş TiB2 İnce Filmlerin Raman

Spektroskopisi ile İncelenmesi

Uğur Demirkol1, Suat Pat1, Mustafa Özgür1, Reza Mohammadigharehbagh1, Nihan Akkurt1, Ali

Olkun1, Şadan Korkmaz1

1Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Fizik Bölümü, 26480, Eskişehir

Titanyum Diborür (TiB2) ince filmler termiyonik vakum ark (TVA) tekniği ile cam, İndiyum katkılı Kalay

Oksit (ITO) ve Flor katkılı Kalay Oksit (FTO) kaplı cam alttaşlar üzerinde biriktirilmiştir. Biriktirilen ince

filmlerin yapısal özelliklerinin belirlenmesi amacıyla Renishaw inVia Raman Spektroskopisi cihazıyla 532

nm dalga boyuna sahip lazer kullanılarak incelenmiştir.

Titanyum Diborür ince filmler, sahip olduğu

sertlik, yüksek sıcaklıklarda gösterdiği kimyasal

kararlılık, aşınmaya karşı direnci ve iyi bir

elektriksel iletim gibi eşsiz özellikleri ile

endüstriyel uygulamalar için oldukça dikkat

çeken bir malzemedir. Ancak çoğu biriktirme

yöntemi ile üretilmiş ince filmlerin alttaş

yüzeyine tutunması zordur [1,2].

Termiyonik vakum ark tekniği ile yüzey

tutunması güçlü ince filmler üretilebilmiştir.

Üretilen ince filmlerin kalınlıkları cam alttaş

üzerinde 30 nm, ITO kaplı cam alttaş üzerinde

47 nm ve FTO kaplı cam alttaş üzerinde ise 74

nm olarak Filmetrics F20 İnce Film Kalınlık

Ölçüm Sistemi kullanılarak ölçülmüştür. Şekil

1’de gösterilen Raman Spektroskopisi

sonuçlarına göre, üretilen TiB2 ince filmler

farklı alttaşlarda benzer yapısal özelliklere

sahiptir ve literatürle uyumludur [3].

Şekil 1: , a) Cam, b) ITO kaplı cam ve c) FTO kaplı cam üzerine termiyonik vakum ark yöntemiyle

biriktirilmiş ince filmlerin Raman spektroskopisi

Kaynakça

1. Panich, N., Wangyao, P., Hannongbua, S., Sricharoenchai, P., & Sun, S. (2017). Multilayered systems of

nanostructured TiB 2 thin films and its mechanical properties. Journal of Metals, Materials and Minerals, 16(1).

2. Kelesoglu, E., & Mitterer, C. (1998). Structure and properties of TiB2 based coatings prepared by unbalanced

DC magnetron sputtering. Surface and coatings technology, 98(1-3), 1483-1489.

3. Wdowik, U. D., Twardowska, A., & Rajchel, B. (2017). Vibrational Spectroscopy of Binary Titanium Borides:

First-Principles and Experimental Studies. Advances in Condensed Matter Physics, 2017.

P 39


İkiyüzlü ve Tek Tabaka MoSSe Elektronik Bant Yapısı

Yağmur Aksu Korkmaz1, Ceyhun Bulutay1, Cem Sevik2

1Bilkent Üniversitesi, Fizik Bölümü, 06800, Ankara, Türkiye

2 Eskişehir Teknik Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü, 26555, Eskişehir, Turkey

İki boyutlu geçiş metal dikalkojenitler

(GMDler) son yıllarda oldukça ilgi çeken ve

üzerine çalışılan bir konu haline gelmiştir. Bu tip

malzemeler, yığık türlerinin aksine direkt bant

aralığına sahiptirler. Bu bant enerji seviyelerinin

görülebilir bölgede olması yeni fotonik ve

optoelektronik uygulamalarının önünü açmıştır

[1]. Yakın zaman önce iki boyutlu GMD’lere

ikiyüzlü türevleri eklenmiştir. Bir nevi, iki farklı

GMD’inin birleşimi (MX2 ve MY2) olan bu yeni

malzemelere (MXY) örnek olarak MoSSe

deneysel olarak üretilmiştir [2,3]. Bir tabaka

MoS2deki S tabakalarından biri selenize

edilerek bu malzeme oluşturulmuştur. Benzer

bir yöntem kullanılarak diğer ikiyüzlü

GMD’lerinin de büyütülmesi öngörülmektedir.

Gerek tek katmanlı ikiyüzlü GMDlerin

termodinamik kararlılığı ve diğer GMDlere

kıyasla yüksek taşıyıcı hareketliliği [4] gerekse

çok katmanlı ikiyüzlü GMDlerin dikey yönde

piezolektrik etkilere izin vermesi [5], bu tip

malzeme tabanlı nano-cihazların üretilmesi ve

elektronik uygulamaların geliştirilebilmesi için

zemin hazırlamaktadır.

Buradan yola çıkarak, bu çalışmada tek katmanlı

MoSSe’un elektronik özellikleri temel ilkelere

dayalı olarak incelenmiştir. Farklı yöntemlerle

(PBE ve HSE) elde edilen bant yapıları ve bant

enerji farkları karşılaştırılaştırılmıştır. Spin-

yörünge çiftlenimi kullanılarak bantlardaki

yarılmalar hesaplanmıştır.

Şekil 1: PBE ile hesaplanmış MoSSe bant yapısı ve

HSE ile bant aralığı karşılaştırması.

Kaynakça 1. Mak, Kin Fai, and Jie Shan, “Photonics and optoelectronics of 2D semiconductor transition metal

dichalcogenides”, Nature Photonics 10.4 (2016), 216.

2. Lu, A. Y., Zhu, H., Xiao, J., Chuu, C. P., Han, Y., Chiu, M. H., ... & Wang, Y. (2017). Janus monolayers of

transition metal dichalcogenides. Nature nanotechnology, 12(8), 744.

3. Zhang, J., Jia, S., Kholmanov, I., Dong, L., Er, D., Chen, W., ... & Lou, J. (2017). Janus monolayer transition-

metal dichalcogenides. ACS nano, 11(8), 8192-8198.

4. Wang, J., Shu, H., Zhao, T., Liang, P., Wang, N., Cao, D., & Chen, X. (2018). Intriguing electronic and

optical properties of two-dimensional Janus transition metal dichalcogenides. Physical Chemistry Chemical

Physics, 20(27), 18571-18578.

5. Dong, L., Lou, J., & Shenoy, V. B. (2017). Large in-plane and vertical piezoelectricity in Janus transition

metal dichalchogenides. ACS nano, 11(8), 8242-8248.

P 40


Abdülhak Gözegir

Ahmet Göktuğ Koçer

Ahmet Kürşat Bilgili

Ali Emre Gümrükçü

Alkan Kabakçıoğlu

Almina Fidan Demir

Alpan Bek

Aybey Moğulkoç

Bekir Sıtkı Kandemir

Berkcan Erenler

Berna Akgenç

Burak Korkmaz

Büşra Çal

Çağıl Kaderoğlu

Çağrı Yücel

Ceyhan Öztürk

Ceyhun Bulutay

Cihan Arlı

Damla Kübra Irmak

Didem Gökbel Keklikoğlu

Didem Ketenoğlu

Doğukan Hazar Özbey

Doğukan Leloğlu

Ebru Güngör

Elif Şengöz

Emin Başkaya

Emin Demirci

Emre Erdem

Emre S. Taşcı

Engin Durgun

Erbil Dağdelen

Esra Balcı

Esra Eroğlu

Eyüp Duman

Fatih Ceyhan

Fatih Ersan

Feridun Ay

Figen Özyurt Kuş

Filiz Korkmaz Özkan

Fulya Bağcı

Furkan Akkaya

Furkan Azim

Gökhan Mehmetoğlu

Gülçin Elif Durmaz

Gülsüm Gündoğdu

Gunça Niyazmetova

Gürkan Kurtuluş

Habibe Sayraç

Hasan Celal Dervişoğlu

Hasan Hüseyin Güllü

Hatice Nur Koyun

Hayati Altan

Haydar Şahin

Hüda Akkaya Kömürcü

Hüseyin Ali Erkuş

İbrahim Efkere

Iman Askerzade

Karen Cansu Ferruh

Leyla Hoca

Luxmi Rani

Mehmet Burçin Ünlü

Mehmet Çakmak

Mehmet Emre Taşgın

Mehmet Parlak

Mehmet Şimşek

Melih Şenel

Meltem Babayiğit Cinali

Mert Ergamalıoğlu

Mert Miraç Çİçek

Merve Karaman

Merve Korkmaz

Merve Nurhan Güney

Meryem Alp

Muammer Kanlı

Muhammed Sayraç

Mustafa Sarısaman

Mustafa Suphi Gülsu

Neslihan Akçay

Nihan Akın Sönmez

Nuhibe Türkdal

Oğuz Gülseren

Oğuzhan Oğuz

Oğuzhan Yücel

Orhan Özçelik

Osman Barış Malcıoğlu

Özge Demirtaş

Özlem Bayal

Öznur Ömeroğlu

Rabia Çağlayan

Ramazan Şahin

Recai Ellialtıoğlu

Reyhan Başar

Rıfat Çağrı Müezzinoğlu

Rıza Erdem

Sabire Uludağ

Saime Şebnem Aydın

Şakir Erkoç

Saliha Ilıcan

Semih Doğruer

Senem Sarıtaş

Şengül Kuru

Sevgi Özoğlu

Sevil Sarıkurt

Şevval Taşdemir

Seymur Jahangirov

Sezgin Aydın

Şinasi Ellialtıoğlu

Songül Özüm

Süleyman Özçelik

Sümeyye Akmeşe

Tarık Asar

Tayyar Güngör

Tezer Fırat

Tuğbey Kocabaş

Tuğçe Ataşer

Tuğçe Sevinç Dağ

Uğur Demirkol

Uğur Yorulmaz

Ümran Ceren Başköse

Yağmur Aksu Korkmaz

Yalçın Elerman

Yasemin Şafak Asar

Yenal Karaaslan

Yeşim Moğulkoç

Yunus Özen

Zafer Kandemir

Zehra Gizem Mutlay

KATILIMCI LİSTESİ

ankara toplantısıcvd tabanlı 2 boyutlu geçi metal kalkojenitler ve ... 1999 yıllında tev...

Documents