Hekzagonal Mgzno Kristalinin Elektronik Ve Optik Özelliklerınin İlk Prensipler Hesaplamaları İle İncelenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2018

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Rokaia Ibrahem

Danışman: SEFER BORA LİŞESİVDİN

Özet:

Bu çalışmada, hekzagonal ZnO ve farklı Magnezyum (Mg) alaşım oranlarına sahip MgxZn1-xO yapıların elektronik ve optik özellikleri yoğunluk fonksiyonel teorisi (DFT) temelli Atomistix Toolkit-Virtual NanoLab (ATK-VNL) yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Hesaplamalarımız, ZnO kristalinde Zn atomunun 3d ve O atomunun 2p orbitallerine Hubbard (U) parametreleri uygulanıp Genelleştirilmiş Gradyent Yaklaşımı (GGA+U) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Tüm incelenen yapılar için elektronik bant yapısı, durum yoğunluğu (DOS) ve elektron etkin kütlesi gibi elektronik özelliklerin yanı sıra yapıların dielektrik fonksiyonu, kırılma indisi, sönüm katsayısı ve soğurma spektrumu gibi optik özellikleri incelenmiştir. Artan Mg alaşım oranına bağlı olarak MgxZn1-xO kristalinin yasak bant aralığının arttığı ve deneysel sonuçlara benzer olduğu görülmüştür. Mg alaşım oranına bağlı olarak elektron etkin kütlesi doğrusal olarak artış göstermektedir. Hesaplanan etkin kütle değerleri deneysel sonuçlarla kıyaslandığında benzer sonuçlar sergilemiştir. MgxZn1-xO kristalinin Mg oranı arttıkça kristalin soğurma kıyısı yüksek enerji bölgelerine (düşük dalga boyları) doğru kaymıştır. İncelenen yapıların statik dielektrik sabitleri artan Mg oranına bağlı olarak azalmıştır. Yüksek frekans dielektrik sabiti deneysel sonuçlara çok yakın olarak bulunmuştur. Ayrıca incelenen yapılar için kırılma indisleri belirlenmiştir.