Rutil TiO2 (100) yüzeyinin elektriksel ve optik özellikleri: yoğunluk fonksiyon teorisi (YFT) hesaplamaları


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ÖZLEM ÜNAL

Danışman: BÜLENT KUTLU

Özet:

Bu çalışmada, rutil-TiO2 ince filminin elektronik özelliklerinin yüzey atomlarına bağlı değişimi kuantum mekaniksel bir hesaplama tekniği olan Yoğunluk Fonksiyon Tekniği (YFT)’yi temel alan CASTEP paket programı kullanılarak belirlenmiştir. Tüm hesaplamalarda, YFT içerisinde iyon-elektron etkileşmeleri sözde potansiyel ve değiş tokuş korelasyon fonksiyonu GGA-PW91 ile tanımlanmıştır. TiO2 ilkel hücresi ve 1x1 (100) yüzeyi kullanılarak yapılan ön çalışmalar sonucunda kesilme enerjisi 410 eV ve rahatlamış yüzey için tabaka sayısı 7 olarak belirlenmiştir. Oksijenle sonlanmış TiO2 (100) yüzeyinden Oksijen atomlarının uzaklaştırılmasına bağlı olarak elektronik yapıda oluşan değişimler incelendiğinde, rutil-TiO2 (100) yüzeyi Oksijen atomları ile sonlandığında iletken, Titanyum ile sonlandığında yarı iletken özellik sergilediğini göstermiştir. Bilindiği gibi TiO2 kristali teorik olarak 1,857 eV değeri civarında yasak enerji aralığına sahip yarıiletken bir malzemedir. Bu malzemeden üretilen ince filmlerin elektronik yapısının yüzey atomlarına bağlı değişimi, TiO2’nin iyi bir detektör olarak kullanılabileceğini göstermektedir