Faz-Geçişli Üçlü-Bileşikler Ve Metal-Metal-Oksit Arayüzleri Elektroniği: İlk-İlke Hasapları

2012-12-31
Ellialtıoğlu, Süleyman Şinasi
1. Amaç ve gerekçe: Bu projede iki ayrı sistemin enerji bandları kuramsal olarak hesaplanacaktır. Hesaplar ilk-ilkelerden yola çıkan Yoğunluk Fonksiyoneli Kuramı (DFT) çerçevesinde yapılacak, (LDA) Yerel Yoğunluk ve (GGA) Genelleştirilmiş Gradyan yaklaşımları sonuçları birbirleri ile karşılaştırılacaktır. İncelenecek birinci sistemde üçlü-bileşik bir malzemenin (phase-change material) kristal – amorf – kristal tersinir faz geçişleri çalışılacaktır. İkinci sistemde ise bir geçiş metali oksitinin değerli metallerle oluşturduğu arayüzeyler çalışılacaktır. Elektronik yapı elde edilecek enerji bandları, durum ve yük yoğunluk dağılımları kullanılarak yorumlanacak, ve literatürde mevcut bulunan deneysel ve diğer kuramsal sonuçlarla karşılaştırılması yapılacaktır. 2. Konunun güncel durumu: Seçmiş olduğumuz birinci sistem GST malzemeleri adı ile bilinen (GeTe)m(Sb2Te3)n gibi faz-geçişli üçlü-bileşikler olup, CD (Compact Disk), DVD (Dijital Versatil Disk), BD (Blu-ray Disk) gibi optik depolama aygıtlarının veriminin artırılmasında gelecek vaadeden adaylar olarak gösterilmektedir. Bu alanda amorf ve kristal yapılar arasındaki faz geçişi GST bileşiklerinin en önemli özelliğidir. Farklı şiddet ve frekanslarda uygulanan elektriksel ve optiksel uyarmalar, bu iki faz arasında hızlı ve geri dönüşümlü faz değişimlerine neden olmaktadır. Bu sistemi Sibel Kurt ab initio hesaplarla inceleyecektir. Bu konuda elde ettiğimiz ön sonuçları geçtiğimiz Ağustos’ta Türk Fizik Derneği 28.nci Uluslararası Fizik Kongresi’nde sözlü bildiri olarak sunmuştur. Çalışmakta olduğumuz diğer sistem ise gerek heterojen kataliz konusunda gerekse ışık hasatlayan boyar moleküllerle veya değerli metal topakları ile duyarlandırılabilen yüzeylere sahip geniş bant aralıklı bir yarı-iletken olan titanyadır. Bu nedenle kararlılıkları ile de bilinen titanya yüzeyleri, Gratzel mimarisi ile tasarlanmış güneş pilinin vazgeçilemez bir unsurudur. Her iki konu da (kataliz ve güneş pili) oldukça güncel, ve uygulamaya yönelik çözümlerine yakın gelecekte erişilebilineceği ümit edilen araştırma konularıdır. Şimdiye kadar bu sistem üzerine Kıvılcım Başak Vural’ın yapmış olduğu ön çalışmalardan çeşitli bilimsel toplantılarda çok sayıda poster sunulmuş, ve bir Yüksek Lisans tezi bitirilmiştir. 3. Araştırmanın kapsamı ve iş planı: Bu projede yapılacak hesaplamalar için VASP (Vienna Ab-initio Simulation Package) programı kullanılacaktır. Sistemi oluşturacak periyodik süper hücre olarak atomik tabakalar ve boşluktan oluşan bir yapı gözönüne alınacaktır.