Katkılı germanen tabakaların yoğunluk fonksiyonel teorisi incelemeleri


Tezin Türü: Yüksek Lisans

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

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Tuğçe HAN

Danışman: Beyza Lişesivdin

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu tez çalışmasında, germanyum elementinin 2B allotropu olan iki boyutlu (2B) Germanen malzemesinin Ag, Au, Cu katkılı, tabakalarının elektronik ve optik özellikleri, yoğunluk fonksiyonel teorisi (YFT) ile incelenmiştir. Hesaplamalar spin polarize genelleştirilmiş gradyent yaklaşımı (SGGA) ve Perdew–Burke–Ernzerhof (PBE) fonksiyoneli kullanılarak yapılmıştır. Bal peteği örgü yapısındaki katkılı Germanene için kararlı durumlar, oluşum enerjileri ve bağlanma enerjisi hesaplamaları ile belirlenmiştir. Saf ve katkılı Germanene yapısının elektronik bant yapıları, durum yoğunlukları (DOS, tr.DY) ile foton enerjisine bağlı dielektrik fonksiyonun reel ve sanal kısımları kullanılarak statik dielektrik katsayısı, foton enerjisine bağlı kırılma indisi, tükenme sabiti, soğurma katsayısı ve yansıma katsayısı gibi optik özellikler incelenmiştir. Saf Germanen tabakasında doğrusal dispersiyon mevcutken Ag, Au, Cu katkılı Germanende görülmemiştir. Ag ve Au katkılı Germanen tabakaları ile Cu katkılı Germanen tabakası sırasıyla n-tipi ve p-tipi özellik göstermektedir. Aynı zamanda Fermi seviyesine yakın durumların spin aşağı ve yukarı olarak ayrıldığı görülmüştür. Öngörülmüş durum yoğunluğu (PDOS, tr. ÖDY) grafiklerinde, saf Germanen tabakasında baskın pik pz yörüngesine ait iken, Ag safsızlıklı Germanende değerlik bandında s, iletimde ise neredeyse aynı yörüngesel katkının olduğu görülmüştür. Au safsızlıklı Germanen tabakasında değerlik s, iletim bandında px ve py etkindir. Cu safsızlığı içeren Germanen tabakasında ise Fermi seviyesi civarında etkin orbitaller px ve py’dir. Yapıların optik sonuçlarında saf Germanen tabakası için soğurma 0.01-7 eV arası iken safsızlıklı yapılarda 0.2-3 eV arasındadır. Dielektrik katsayıları incelendiğinde Cu safsızlıklı tabaka en büyük değere sahiptir. Buna ek olarak kırılma katsayısında ve tükenme sabitinde de Cu safsızlıklı Germanen tabakası en büyük sayısal değerlere sahiptir.

Anahtar Kelimeler : YFT, SGGA, Germanen, Altın, Gümüş