DAVETLİ SUNUMLAR D01 . Yoğun Madde Fiziği Ankara Toplantısı, Hacettepe Üniversitesi, 6 Aralık 4 Yoğun Madde Ortamında Kuantum Hesaplama Zafer Gedik Sabancı Üniversitesi Kuantum algoritmalarının hesaplama gücünün kaynağı uzun süredir tartışma konusudur. Kuantum paralelliği, üst üste binme özelliği, dolaşıklık gibi kaynaklara ek olarak bağlamsallığın (contextuality) önemli rolü olabileceği öne sürülmüştür. Kuantum mekaniğinin bağlamsallık özelliğinin üç seviyeli sistemlerden (kutrit) itibaren ortaya çıkması, tek kutritli bir kuantum algoritmasının bulunup bulunamayacağı sorusunu da beraberinde getirmiştir. Bu konuşmada yakın zamanda önerilen tek kutritli bir kuantum algoritması [1] anlatılacak, algoritmanın çalışmasının bağlamsallıkla olası ilgisi tartışılacak ve algoritmanın uygulandığı iki farklı nükleer manyetik rezonans sistemi izah edilecektir [2,3]. 1. Computational speed-up with a single qutrit, Z. Gedik, arXiv:1403.5861 [quant-ph] 2. Determining the parity of a permutation using an experimental NMR qutrit, S. Dogra, Arvind, and K. Dorai, Physics Letters A 378, 3452(2014) 3. Computational speed-up in a single qudit NMR quantum information processor, I. A. Silva, B. Çakmak, G. Karpat, E. L. G. Vidoto, D. O. Soares-Pinto, E. R. deAzevedo, F. F. Fanchini, and Z. Gedik, arXiv:1406.3579 [quant-ph] D02 . Yoğun Madde Fiziği Ankara Toplantısı, Hacettepe Üniversitesi, 6 Aralık 4 Nanoplazmonik Temelli Biyosensörler ve Fotodetektörler Ekmel Ozbay Nanoteknoloji Araştırma Merkezi, Bilkent Üniversitesi, Ankara Bu konuşmada nanoplazmonik bazlı biyosensörler ve fotodedektörler konusundaki son çalışmalarımızı aktaracağız. Safir alttaş üzerinde elektron demet litografisi yöntemi ile periyodik olarak işlenmiş gümüş nanosilindirler kullanarak lokalize yüzey plazmon rezonans (LSPR) etkisine dayalı, etiket içermeyen, optik nano biyosensörler geliştirdik. Bu aygıtlarda algılama mekanizması hedef çözelti içinde yer alan avidin malzemesinin gümüş nano silindirler üzerinde yer alan biyotin malzemesine bağlanması sonucunda oluşan kırılma indisi değişimin LSPR dalga boyunda yarattığı kaymaların gözlemlenmesine dayanır. Bu aygıtlarda elde ettiğimiz sonuçlar, bu plazmonik yapının biyo-algılama uygulamaları için başarı ile kullanılabileceğini ve bu kullanımın özel bakteri türlerinin saptanması konularını da kapsayacak şekilde genişletilebileceği gösterdi [1]. Çift rezonans içeren nanoyapılar içeren yeni biyonanosensörler Yüzey Geliştirilmiş Raman Spektroskopisi (YGRS) uygulamaları için kullanılmıştır. Özel tasarım ve üretim yöntemleri ile imal edilen ve Altın-Silisyumdioksit-Altın katmanlarından oluşan nanokonilerin rezonans frekansları, lazer uyarma ve Stokes frekansları ile uyumlu çıkmıştır. YGRS deneyleri kullanarak tek rezonanslı altın temelli nanokoniler ile çift rezonanslı nanokonilerin performansları karşılaştırılmıştır [2]. Yarıiletken temelli aygıtlar ile plazmonik temelli yapıların entegrasyonunun birçok potansiyel uygulaması vardır. Bu tür uygulamalarda aygıtların boyutları küçülürken, aygıtın içine veya aygıttan dışarı daha çok ışığın kuple edilmesi sağlanır. Bu etki etrafında GaN temelli morötesi dalgaboylarında çalışan plazmonik anten entegreli metal yarıiletken metal (MSM) fotodetektörler geliştirdik. Morötesi dalgaboyları için Alüminyum temelli nano-ızgara yapılar tasarlandı ve imal edildi ve bu yapıların plazmonik rezonans yansıtma spektrumları ölçüldü. Optimize ızgara yapısına sahip entegre fotodedektörlerin standart aygıtlara göre sekiz kat daha fazla fotoakıma sahip oldukları gözlemlendi [3]. En son olarak epitaksiyal grafen ile metamalzeme temelli yarık halka rezonatör dizisi içeren nanofotonik bir aygıtın tasarımı, üretimi ve ölçümü yapıldı. Şeffaf bir tepe-anahtar içeren bir epitaksiyel grafen transistör kullanarak, bölünmüş halka rezonatörlerin rezonans genişlemesinin voltaj ile değiştirebileceği gösterildi [4]. 1. Neval Cinel, Serkan Butun, and Ekmel Ozbay, "Electron beam lithography designed silver nanodisks used as label free nano-biosensors based on localized surface plasmon resonance," Optics Express 20, 2587 (2012). 2. Neval A. Cinel , Serkan Bütün , Gülay Ertas¸ Ekmel Ozbay, “Fairy Chimney Shaped Tandem Metamaterials as Double Resonance SERS Substrates,” Small 9, 531 (2013). 3. Serkan Butun, Neval A. Cinel, and Ekmel Ozbay, “LSPR enhanced MSM UV photodetectors,” Nanotechnology 23, 444010 (2012). 4. Semih Cakmakyapan, Humeyra Caglayan, and Ekmel Ozbay, “Coupling enhancement of split ring resonators on graphene,” Carbon 80, 351 (2014). D03 . Yoğun Madde Fiziği Ankara Toplantısı, Hacettepe Üniversitesi, 6 Aralık 4 {AxA’1-x}{ByB’1-y}O3 seramik bileşiklerinin termodinamik kararlılığı ve mekanik özellikleri üzerine Berna Akgenç, Çetin Taşseven, Justin B. Haskins, Alper Kinaci, Tahir Çağın Kırklareli Üniversitesi, Fizik Bölümü, Kırklareli Yıldız Teknik Üniversitesi, Fizik Bölümü, Istanbul Texas A&M University, Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü, College Station, Texas, ABD ABO3 seramikleri ve alaşımları piezoelektrik özellikleri nedeniyle özellikle elektromekanik algılama ve mekanik enerjiyi kullanılabilir elektrik enerjiye dönüştürmek bakımından önem taşır. Bu tür malzemelerin elektromekanik davranışlarını geliştirmek için değişik bileşikler, ve bu bileşiklerin yapı ve özelliklerini irdelemek daha verimli düzenekler oluşturmak amacıyla bu çalışmada, yoğunluk fonsiyonu teorisine dayalı metodları kullanarak, çeşitli {AxA’1-x}{ByB’1-y}O3 bileşiklerinin faz kararlılığı, mekanik kararlılık ve özelliklerini inceledik. Özellikle A, A’ = Ba, Sr, Pb, K, Ag; B, B’ = Ti, Zr, Nb alaşımları şeklinde oluşturalan kübik fazlarda, yapı, kompozisyon, düzen değişkenlerinin, elektromekanik özellikler üzerindeki etkisi 2×2×2 ve 3×3×3 birim hücrelerle oluşturulan modellerle inceledik. Bu çalışmada ayrıca elektromekanik özellikleri belirlemede yer yer homojen alan metodları ile LRT metodlarını aynı modellere uygulayarak metodların karşılaştırılması da hedeflendi [1-5] ABO3 tipi seramik ve alaşımlarının yoğunluk fonksiyonu teorisi bazında çalışılması doğrudan atomik düzey ve yapısal düzeyde elektronik polarizasyonu vermesi bir avantaj olmakla birlikte, bunun yüksek sıcaklıklarda da çalışılıp anlaşılması uygulamalar açısından vazgeçilmez derecede önemlidir. Bu bağlamda, yük-aktarımlı polarize olabilecek klasik etkileşim potansiyelleri aracılığıyla bu tip malzemeler yüksek sıcaklıklarda moleküler dinamik yöntemleri ile ele alındı. [6-7] 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. M. Uludogan, P.D. Guarin, Z. E. Gomez, T. Cagin and W. A. Goddard, CMES Vol:882, No1, pp 1-24, 2008. V. R. Copper, A. S. Henry, S.Takagi and D. Singh, Appl. Phys. Lett. 98, 122903 (2011). S.V. Halilov, M. Fornari and D.J. Singh, Appll. Phys. Lett. 81, 18 (2002). P. Ravindran, L. Fast, P.A. Korzhavyi, B. Johansson, J. Wills and O. Eriksson, J. Appl. Phys. 84, 4891 (1998). Alper Kinaci, C. Sevik, T. Çağın, “Electronic Transport Properties of SrTiO3 and its alloys: Sr1−xLaxTiO3, and SrTi1−xQxO3, Q = Nb, Ta” Physical Review B 82, 155114 (2010). J.B. Haskins, A. Kinaci, T. Çağın, “Molecular Dynamics Simulations of Piezoelectric Materials for Energy Harvesting Applications,” Materials Science Forum 792, 54-64 (2014). R. Mbarki, J. B. Haskins, A. Kinaci, T. Çağın, “Temperature Dependence of Flexoelectricity,” Phys. Lett. A 378(30-31): 2181-2183 (2014), D04 20. Yoğun Madde Fiziği Ankara Toplantısı, Hacettepe Üniversitesi, 26 Aralık 2014 N-Yapılı Süperörgü Kızılötesi dedektörünün Optik ve Elektronik Özellikleri Y. Ergün1 , M. Hoştut2 , T. Tansel3, A. Muti4 , M. alyörük5, K. Akel1, A. Aydınlı4 1 Anadolu Üniversitesi, Eskişehir 2 Akdeniz Üniversitesi, Antalya 3 Hacettepe üniversitesi,Beytepe, Ankara 4 Bilkent Üniversitesi, Bilkent, Ankara 5 Dumlupınar Üniversitesi, Kütahya GaSb/AlSb/InAs süperörgü sisteminin kızılötesi dedektör yapısı hem deneysel ve hem de teorik olarak incelenmiştir. Süperörgü dedektörler yüksek sıcaklıkta çalışabilme potansiyeli ve MCT dedektörlere göre daha kolay büyütülebilmesi nedeniyle alternatif dedektör sistemleridir. Tasarım mühendisliği ile bu üç farklı III-V yarıiletken dizininden Tip II sınıflamasına giren düşük karanlık akım ve yüksek kuantum verimi sonuçlarına ulaşılmaya çalışılmaktadır. Tip II yapı dizinlerinin oluşturduğu gerçek uzay band profillerinin benzetimiyle M-yapıları, W-yapıları, Pi-yapıları adlarını almaktadır. N-yapı ise grubumuz tarafından geliştirlen ve bu adla literature kazandırılan bir dizin olmanın yanında uluslararsı patent sürecin de de sona gelinmiştir. Hem elektronik ve hem de optik olarak elde edilen deneysel sonuçlar ve torik yaklaşımlarla elde edilen temel yapı analizi ayrıntılı olarak incelenmiştir. Optik kızılötesi bölgenin orta dalga bölgesinde 4.2 mikrometrede 1012 Jones duygunluk (detectivity) ve 109 A/cm2 akım yoğunluğu (karanlık akım) elde edilmiştir. pin yapısındaki bu dizinin BLIP sıcaklığının da 125 K olduğu bulunmuştur. n-yapılı süperörgü dizininin ayrıca hh-lh ayrışmasının Auger yeniden birleşme mekanizmalarını baskılayacak kadar büyük olduğu ve yüzey kaçak akımlarının en aza indirgeyen elektron bariyeri ortaya koyduğu gösterilmiştir. D05 . Yoğun Madde Fiziği Ankara Toplantısı, Hacettepe Üniversitesi, 6 Aralık 4 Topolojik Yalıtkan ve Sıradan Yalıtkan arası Landau-Zener Geçişleri Mehmet Özgür Öktel Bilkent Üniversitesi, Fizik Bölümü 06800, Ankara Ultrasoğuk atom deneyleri yoğun madde modellerinin kontrollü bir şekilde incelenmesine olanak sağlamaktadır. Son yıllarda katı hal sistemleri olarak yüksek ilgi gören topolojik yalıtkan fazların ultrasoğuk atomlarla yaratılması ve katı hal sistemlerinden daha geniş bir parametre uzayında incelenmesi de mümkün olmuştur. Bu çalışmada topolojik yalıtkan fazı ile sıradan yalıtkan fazı arasında yapılacak hızlı geçişlerin sonuçlarını inceledik. Böyle bir faz geçişi bantlar arası yasak enenerji aralığının kapanmasını gerektirdiği için asla tam anlamıyla adiyabitik yapılamaz. Sonuç olarak ani geçiş limitinde her Dirac konisi başına 1/6 Chern sayısı transfer edildiğini, ve bu değerin uyarılan parçacık sayısı çok az olsa sabit kaldığını gösterdik. Basit bir topolojik yalıtkan modeli olan Haldane modeli üzerinde de kenar akımlarının zamana bağlılığnı inceledik, ve kenarda oluşacak dipol örüntülü akım yoğunluğunun topolojik yalıtkan geçişinin bir öncüsü olduğunu gösterdik. D06 . Yoğun Madde Fiziği Ankara Toplantısı, Hacettepe Üniversitesi, 6 Aralık 4 Fotovoltaik’te Işık Yönetimi ve Hücre Modellemesi Selçuk Yerci Mikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, GÜNAM, Orta Doğu Teknik Üniversitesi 06800, Ankara Güneş gözesi üretiminde kullanılan malzemelerin ve üretim işleminin maliyetinin yüksek olmasının yanında dünyanın her yerinde güneş gözelerinden elde edilen ışık-elektrik çevriminin halen istenilği kadar yüksek verimlilikte olmaması, enerji üretiminde güneş enerjisi kullanımının yeterince yaygınlaşmasını güçleştirmektedir. Tek kristal silisyum, fotovoltaik endüstrisine on yıllardır hükmetmektedir. Silisyumum bu hükmünün en önemli nedenleri dünyada bol miktarda bulunması, ideale çok yakın bant aralığı, kolay katkılanabilirliği ve tek kristal büyütme sırasındaki katışkı ayıklanmasının çok yüksek düzeylerde olması gösterilebilir. Bunun yanı sıra yüksek kırılma imleci ışığın silisyum içerisine hapsolmasını kolaylaştırmakta, yüksek mekanik dayanıklılığı ve düşük elektromigras-yonu sayesinde uzun ömürlü (>25 yıl) güneş panellerinin üretilmesine izin vermektedir. Maalesef silisyumun bu başarısı bile güneşten elde edilen elektriği fiyat/verimlilik oranın fosil yakıtlardan elde edilen elektrik ile yarışabilmesi için yeterli değildir. Bu noktada dünyada bol miktarlarda bulunan başka madenlerden üretilmiş elementler kullanılarak ince film güneş gözeleri, çoklu kristal yapısında silisyum veya tek kristal ince film (10-40 m) silisyum güneş gözeleri üretilebilir. Bu seçenekler içerisinde yakın gelecekte yüksek verimliliklere çıkma ihtimali en yüksek olan tek kristal ince film silisyum güneş gözeleridir. İnce film tek kristal silisyum pullarından üretilen yüksek verimlilikteki güneş gözeleri silisyum pulunun maliyetini 10 kat veya daha fazla azaltarak maliyet/verimlilik oranını doğal gaz ile yarışabilecek bir seviyeye indirebilir [1]. Tek kristal ince film silisyum güneş gözelerinin üretilebilmesi için üç temel zorluk vardır. Bunlar silisyumun kütükten sıyrılması, ince film silisyum güneş gözeleri için uygun ışık kapanı yapılarının geliştirilmesi ve güneş gözesinin işlenme değişkenlerinin ince film silisyum güneş gözeleri için optimizasyonudur. kontak Beyaz oklar  elektron akısı Siyah oklar  hol akısı kontak Şekil 1: Üst ve alt kontaklı bir fotovoltaik hücrenin elektron ve hol akıları. Kırmızı ve mavi bölgeler sırasıyla n- ve p-tipi katkılamayı gösterir. Bu çalışmada, ışığın güneş gözesi içerisinde soğrulması ve yük taşıyıcılarının toplanması mekanizmalarının beraber optimizasyonu için sonlu element metodu tabanlı bir çoklufizik platformu tanıtılacaktır. Bu platform kullanılarak iki boyutlu ışık kapanlarının yükseklik / genişlik oranının en uygun değerinin 0.7 olduğunu göstermiş bulunmaktayız. Bu sunumda ayrıca üretmiş olduğumuz %15’in üzerinde bir verimliliğe sahip 10 m kalınlığındaki güneş gözelerinin karakteristiklerini tartışacağız. 1. A. Mavrokefalos et al., Efficient Light Trapping in Inverted Nanopyramid Thin Crystalline Silicon Membranes for Solar Cell Applications. Nano Letters, 2012. D07 . Yoğun Madde Fiziği Ankara Toplantısı, Hacettepe Üniversitesi, 6 Aralık 4 Kuantum Nokta Oluşum Modelleri: Epitaksiyel Gerilim Altındaki Filmlerin Topolojik Karasızlıkları Ersin Emre ÖREN1,2 Biyomedikal Mühendisliği Bölümü, 2Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Bölümü, TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi, 06560, Ankara, Türkiye. 1 Kuantum noktalar (Quantum dots, QD) 2-20 nanometre çapında metalik veya yarıiletken parçacıklardır [1,2]. QD’larda enerji düzeyleri kuantize olup, bu enerji düzeyleri QD’ların şekil, boyut, belirli bir alandaki dizilim/yoğunluk ve malzeme kompozisyonu ayarlanarak kontrol edilebilir [2-4]. Bu özellikleri ile, QD’lar elektronik, fotonik ve manyetik birçok yeni cihazın (fotovoltaikler [5], kuantum bilgisayarlar [6], tek elektron transistörler [7], lazer üretimi ve tıbbi görüntüleme [2]) geliştirilebilmesi için denenmektedir. Şekil 1: Kuantum noktalar (a,b); Kuantum noktalarda boyuta bağlı enerji tayf değişimi (c); Kuantum nokta dizileri (d). Stranski-Krastanow (SK) ince film büyütme tekniği ile dislokasyonsuz ve birbirlerine ince bir ıslatma katmanı ile bağlı QD’lar üretilebilmektedir [8]. Bu tip nano yapıların oluşumunda, difüzyon anizotropisi, kristal yapı/yerleşim, ve sistemdeki epitaksiyel gerilimler büyük etkiye sahiptirler. Bu çalışmada, QD morfolojik evrimi ve ıslatma katmanının oluşumu modellenerek, yapılan simülasyonlar sonucunda kristal yapı/yerleşim, difüzyon anisotropisi, yüzey enerjileri gibi malzeme özellikleri ile uygulanan içsel ve dışşal gerilimlerin etkileri incelenmiştir. Simülasyonlarda belirli bir gerilim değerinin altında izole adaların oluşumu gözlenirken, bu eşik gerilim değerinin üzerinde ise ince bir ıslatma katmanı ile bağlantılı SK-tipi adacıkların oluşumu gözlenmiştir. Ayrıca, sistemdeki anizotropik malzeme özelliklerini kontrol ederek, yarı küreselden piramit şekilli yapılara kadar değişen çeşitli QD morfolojileri elde etmenin mümkün olduğu gösterilmiştir. Son olarak, uygulanan uyumsuzluk gerilimleri, film ile altlık arasındaki ıslatma açısı ve sistemdeki başlangıç yüzey pürüzlülüğünün şiddetinin QD morfolojisi üzerindeki etkileri, kararlılık ve denge şekillerini içeren faz diyagramları ile gösterilmiştir. Bu çalışma, TOBB ETÜ, TÜBİTAK (111T343 projesi) ve TÜBA GEBİP tarafından desteklenmektedir. M.A. Reed, J.N. Randall, R.J. Aggarwal, R.J. Matyi, T.M. Moore, A.E. Wetsel, Phy. Rev. Lett. 60, 535 (1988). D. Bimberg, U.W. Pohl, Materials Today, 14 (9), 388 (2011). J.V. Barth, G.C. Costantini, K. Kern, Nature, 437, 671 (2005). T.O. Ogurtani, A. Celik & E.E. Oren, J. of Appl. Phys. 115, 224307 (2014). Luque, J. Appl. Phys. 110, 031301 (2011). G. Burkard, D. Loss, D.P. DiVincenzo, Phys. Rev. B, 59, 2070 (1999). O. Kumar, M. Kaur, Int. J. VLSI Design & Communication Systems, 1, 24-29 (2010). 8. D.J. Eaglesham, M. Cerullo, Phys. Rev. Lett., 64 (16), 1943 (1990). 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. D08 . Yoğun Madde Fiziği Ankara Toplantısı, Hacettepe Üniversitesi, 6 Aralık 4 Mn3GaC Antipervoskite Bileşiğindeki Magneto-yapısal Faz Geçişinin Magnetokalorik Etki Açısından Nötron Kırınım Deneyleri ile İncelenmesi Ö. Çakır1,2, F. Scheibel3, M. Acet3, M.Farle3 and A. Senyshyn4 Physics Department, Yildiz Technical University, TR-34220 Esenler, Istanbul 2 Physics Engineering Department, Ankara University, TR-06100 Ankara 3 Faculty of Physics and CENIDE, Universit€at Duisburg-Essen, D-47048 Duisburg, Germany 4 Forschungsneutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz FRM-II, Technische Universitat Munchen, D-85747 Garching bei Munchen, Germany 1 Son yıllarda, Mn temelli Antipervoskite yapılar Mn3MC (M: Al, Zn, Ga, Ge, Sn, In) magnetik ve yapısal özelliklerinden dolayı oldukça ilgi görmektedirler. Bu sistemler fcc kübik kristal yapısına sahip olup, Mn atomları yüzeyde, M atomları köşelerde, karbon atomu ise oktahedral boşlukta hacim merkezinde bulunmaktadır [1]. Mn3MC sisteminde, M atomları magnetik düzenlenimde önemli rol oynamaktadır, M atomu Sn In, Al olduğunda tek bir magnetik faz geçişi Curie sıcaklığında (TC= 292, 272, ve 293 K sırasıyla) gözlenirken, M atomu Ga ve Zn olduğunda iki magnetik düzenlenim sıcaklığına rastlanmaktadır [2]. Özellikle antipervoskite sistemler arasında Mn3GaC, birinci dereceden faz geçişinin olduğu bölgede geniş magnetokalorik etki (MCE) gösterdiğinden dolayı daha ilgi çekicidir. Birinci dereceden magneto yapısal faz geçişi, antiferromagnetik (AF) durumdan ferromagnetik (FM) duruma 165 K de gerçekleşmekte olup, aynı zamanda bu geçişe birim hücre hacmindeki % 0.5 lik bir değişim de eşlik etmektedir. İkinci dereceden faz geçişi paramagnetik (PM) duruma Curie sıcaklığında (TC) 256 K de gözlemlenmektedir [3].. Mn3GaC için magnetik alana bağlı mıknatıslanma verilerinden magnetik entropi değişimi 1. 2. 3. hesaplanmış olup, 2 T ‘lık magnetik alan altında AF- FM birinci dereceden magneto yapısal geçiş esnasındaki entropi değişimi ΔSM=15 J kg-1K-1 olarak bulunmuştur. Bu geçişe 4K lik termal histerisiz de eşlik etmektedir. Termal histerisizin MCE üzerindeki etkisini daha iyi anlayabilmek için yapılan adiabatik kalorimetri ölçümlerinden geri dönüşümlü ΔTad =4.5 K lik sıcaklık değişimi bulunmuştur. Geri dönüşümlü bir soğutma ve ısıtma elde edilmesi, soğutma teknolojisi için uygun olmasına ragmen, histerisizin MCE üzerindeki etkisi gözardı edilmemelidir. Bu sebepten AF- FM birinci dereceden magneto yapısal faz geçişi, histerisiz ve hacim anomolisi arasındaki ilişkiyi daha iyi anlayabilmek için nötron kırınım deneyi yapılmıştır. Deney sonucunda, atomların isotropik yerdeğiştirme verilerinden ve çekirdek yansımalarının incelenmeleri sonucu olarak, sistemdeki histerisizin varlığına iki yaklaşım getirilmiştir;  Mn3GaC pellet olarak sentezlenmesi ve magnetizasyon ölçümleri toz örnek üzerinde yapıldığından geçişlerin keskin olmaması sonucunu doğurmuştur. Aynı örneğin tek kristalinde yapılan magnetizasyon ölçümlerde histerisizin daha dar olduğu gözlemlenmiştir.  Mn3GaC daki yüksek ve düşük sıcaklıklardaki kristal hacim farklılığının oluşturduğu gerinimlerin de histerisize diğer önemli bir katkı getirdiği düşünülmektedir. D. Fruchart and E. F. Bertaut, J. Phys. Soc. Jpn. 44, 781 (1978). B. S. Wang, P. Tong, Y. P. Sun, W. Tang, L. J. Li, X. B. Zhu, Z. R. Yang,and W. H. Song, Phys. B 405, 2427 (2010). Ö. Çakir and M. Acet, Applied Physics Letters 100, 202404 (2012). D09 . Yoğun Madde Fiziği Ankara Toplantısı, Hacettepe Üniversitesi, 6 Aralık 4 Düşük Boyutlu Geçiş Metali Kalkojenlerinin Termal Özellikleri Cem Sevik Makine Mühendisliği Bölümü, Anadolu Üniversitesi, Eskişehir 26555 Grafenin başarılı bir şekilde iki boyutlu büyütülmesi farklı kimyasal ve fiziksel özelliklere haiz yeni iki boyutlu malzemelerin keşfine yol açmıştır. Bunların arasında, kendilerine has elektronik ve manyetik özellikler sergileyen, altı-köşeli bor nitrat (hBN), yarıiletken geçiş metali kalkojenleri (TMDC), ve geçiş metali oksitleri (TMO) teknolojik uygulamalara adaptasyon potansiyellerinden dolayı oldukça yoğun ilgi çekmişlerdir. Tek katmanlı ve çok katmanlı, hBN, MoS2, MoSe2, MoTe2, WS2, WSe2 ve bu yapıların hibrit formlarından oluşan malzemeler hali hazırda deneysel olarak gerçekleştirilmiş ve enerji depolama, katalizör, sensor, ve field effect transistor gibi birçok teknolojik uygulamada kullanılabilecek ideal malzemeler olarak rapor edilmişlerdir. Bu son derece önemli malzemelerin lineer termal genleşme katsayıları temel prensiplere dayalı quasi harmonic yaklaşımı ile sistematik bir şekilde incelenmiştir. Yapılan hesaplamalar sonucunda, iki boyutlu grafen ve h-BN’ın termal genleşme katsayıları söz konusu malzemelerin yığın formalarından daha negatif olarak elde edilmiştir[1]. Ayrıca, özellikle düşük sıcaklıklarda bu iki malzemenin termal genleşme katsayılarının birbirinden oldukça farklı olduğu gözlemlenmiştir. Grafen ve hBN’ın tersine geçiş metali kalkojenlerin ve geçiş metali oksitlerin termal genleşme katsayılarının daima pozitif ve elmas kristalini ile karşılaştırılabilir değerlerde olduğu saptanmıştır [2]. Ayrıca, nanomalzeme araştırmalarının odak malzemelerinden biri haline gelen yarıiletken geçiş metali kalkojenlerinin termal taşınım özelliklerini inceleme adına, söz konusu malzemelerin yapısal ve dinamik özelliklerini temel prensipler hesapları ile tutarlı bir şekilde modelleyen Stillinger-Weber türü atomlar arası etkileşim potansiyelleri fit edilmiştir. Fit edilen potansiyeller kullanılarak, malzemelerin termal özellikleri, moleküler dinamik simülasyonları ile sistematik olarak incelemektedir. İlk bulgularımız, deneysel çalışmalar ile oldukça uyumludur. 1. C. Sevik, Assessment on lattice thermal properties of two-dimensional honeycomb structures: Graphene, h-BN, h-MoS2, and h-MoSe2, Phys. Rev. B Vol. 89, 035422 2014 2. D. Cakir, F. M. Peeters, C. Sevik , Mechanical and thermal properties of h-MX2 (M = Cr, Mo, W, X = O, S, Se, Te) monolayers: A comparative study, Appl. Phys. Lett. Vol. 104, 203110 2014 D10 . Yoğun Madde Fiziği Ankara Toplantısı, Hacettepe Üniversitesi, 6 Aralık 4 InxGa1-xN Yarıiletken Malzemelerde Artan In Miktarının Derin Seviye Kusurlarına ve Aygıt Performanslarına Etkileri Emre Gür Atatürk Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, 25240, Erzurum Bu yıl Nobel fizik bilim ödülünün (In)GaN yarıiletken bileşik malzemeler ile üretilmiş mavi LED’ler üzerine yapılan çalışmalara verilmiş olması, bu malzeme sisteminin son 10 yılda bilim teknoloji ve dolayısı ile günlük hayatımızda birçok devrim niteliğinde yenilik getirdiğinin bir göstergesidir. Bunlardan en önemlisi, elektronik olarak ana renklerin tamamlanması ile aydınlatma için beyaz ışık kaynaklarının LED’ler ile sağlanmasını mümkün kılmasıdır. Bu durum günümüzün en önemli olgularından biri olan enerji tasarrufuna çok önemli bir katkıda bulunduğu gibi, ekonomik anlamda da önemli kazanımlar sağlamıştır. InxGa1-xN üçlü bileşik yarıiletkeninde In miktarının artması ile yarıiletken malzemenin yasak enerji bant aralığı 3.4 eV ile 0.7 eV arasında değişmektedir. Uygun In miktarı ile kullanılan InxGa1-xN filmleri ile oluşturulan mavi LED’lerde gözlenen gelişmeler, daha yüksek In miktarı içeren yeşil ve daha ötesindeki dalga boylarında ışıma yapan LED’lerde gözlenememiştir [1]. Bunun bir sebebi In miktarının artması ile GaN ve InxGa1-xN epitaksiyel tabakaları arasında artan polarizasyon ile ışıma veriminin azalmasıdır [2]. Bir diğer sebebi ise InN’ın yüksek sıcaklıklarda ayrışmasının artmasından dolayı yüksek In miktarı içeren filmlerin daha düşük sıcaklıklarda büyütülmesi ve dolayısıyla büyütülen filmlerin kalitesinin bozulması olarak gösterilebilir [3]. 1. 2. 3. Bu konudaki çalışmalarımızda, ilk olarak polarizasyonun etkilerini azaltmak için geleneksel Ga-polar yerine, N-polar InxGa1-xN filmlerin kullanılması öngörülmüş ve bu amaçla aynı taban sıcaklıklarında N-polar ve Ga-polar InxGa1-xN filmler plasma destekli moleküler demet epitaksisi (PAMBE) ile büyütülmüştür. Büyütme sonrasında yapılan karekterizasyonlar sonucunda, aynı sıcaklıklarda N-polar filmlerinde daha yüksek In miktarlı InxGa1-xN filmleri elde edilmiştir. 550 0C taban sıcaklığında büyütülen Npolar filmin yasak enerji bant aralığının 1.73 eV iken, Ga-polar filmin ise 2.36 eV olduğu gözlenmiştir. N-polar InxGa1-xN üretilen yeşil bölgede ışıma veren çoklu kuantum kuyulu LED yapılarında 165 A/cm2 akım yoğunluğuna kadar LED’in pik şiddetinde bir azalma gözlenmemiştir. İkinci olarak ise; artan In miktarı filmlerin kaliteleri hakkında bilgi edinmek üzere, farklı In içeren InxGa1-xN filmlerinde hem In-zengin, hemde N-zengin büyütmelerde ayrıntılı kusur karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Artan In miktarı ile hem In-zengin hemde N-zengin olarak büyütülen filmlerde artan toplam kusur yoğunluğu gözlenmiştir. Bunun yanında Inzengin In0.2Ga0.8N filmlerinde N-zengin filmlere göre yaklaşık 2 kat büyük bir kusur yoğunluğu gözlenmiştir. M. H. Crawford, IEEE J. Sel. Top. Quant. 15 (4) (2009). C. W. T. Takeuchi, S. Yamaguchi, H. Sakai, H. Amano, and I. Akasaki, Appl. Phys. Lett. 73 (12) (1998). F. K. Yam and Z. Hassan, Superlattices and Microstructures 43 (1), 1-23 (2008). D11 . Yoğun Madde Fiziği Ankara Toplantısı, Hacettepe Üniversitesi, 6 Aralık 4 Nanoelektromekanik Sistemlerle Moleküler Kütle ve Şekil Ölçümleri Mehmet Selim Hanay Makine Mühendisliği Bölümü & Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Merkezi (UNAM) İ.D. Bilkent Üniversitesi, 06800, Çankaya, Ankara Nanoelektromekanik Sistemler (NEMS), elektronik yöntemlerle kontrol edilebilen ve en az bir boyutları, bir mikrometreden küçük olan mekanik sistemlerdir. Küçük boyutları nedeniyle fiziksel değişimlere son derece duyarlı olan NEMS sistemleri, hem temel deneylerde, hem de algılayıcı uygulamalarında kullanılagelmişlerdir. Bu konuşmada, NEMS algılayıcılarıyla tekmolekül düzeyinde gerçekleştirilen kütle-ölçüm deneyleri özetlenecektir. Bu deneylerde, NEMS yapısı tarafından soğurulan moleküller, yapının mekanik titreşim frekanslarını değiştirirler. Frekanstaki bu değişim, molekülün hem kütlesine hem de yapı üzerindeki konumuna bağlıdır. Geliştirilen yöntemle, frekans kaymasındaki konum bileşeni, kütle bileşeninden ayrımlanarak, moleküler kütle ölçülebilir. Bu yöntemle, bir NEMS yapısının iki titreşim kipinin aynı anda kullanılmıştır ve bu sayede IgM moleküllerinin kütle ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Kütle ölçümlerinin de ötesinde, NEMS teknolojisiyle moleküllerin boyutlarını ve şeklini ölçebilecek bir teknikten de bahsedilecektir. Konuşma, NEMS algılayıcılarının duyarlılığını sınırlayan fiziksel etmenleri kısaca derleyecek ve bu alanda gerçekleşebilecek uygulamalardan örnekler verecektir. D12 . Yoğun Madde Fiziği Ankara Toplantısı, Hacettepe Üniversitesi, 6 Aralık 4 Plazmonik materyallerde doğrusal-olmayan optik etkilerin Fano rezonansları ile güçlendirilmesi Mehmet Emre Taşgın Hacettepe Üniversitesi, Nükleer Bilimler Enstitüsü 06800, Ankara Plazmonik rezonatörlerin üzerlerine düşen ışığı yakın-alanda 105 kadar şiddet farkıyla konsantre edebilmesi kuantum nesnelerine güçlü eşleşmenin yanı sıra, çeşitli doğrusal-olmayan optik özelliklerin de orataya çıkmasına yol açar. Bu etkiler; güçlendirilmiş Raman görüntülemesinde, bu malzemelerin optik anahtar olarak işlevselleşmesinde ve ikincil frekans çevriminin (second harmonic generation: SHG) güneş pillerine adaptasyonunda kullanılabilirler. Bu etkilerden SHG ölçümlerde belirsizlik sıkıştırılmasına yol açtığı gibi gelen ışımanın eşfazlılık süresini de arttırabilir. Tek-plazmon kaynakları ve devre işlemlerinde sinyalin gürültüye oranındaki (signal to noise ratio: SNR) yükseliş göz önüne alındığında, belirsizlik sıkıştırılması daha da ön plana çıkmaktadır. 2014 yılının başlarında grubumuz tarafından yapılan çalışmada [1] SHG etkisinin Fano rezonanslar kullanılarak birkaç mertebe güçlendirilebileceği 3-boyutlu sınır eleman metodu (boundary element method) ile gösterilmiştir. Yine çalışma takımımız tarafından gerçekleştirilen deneyde [2], sürekli dalga (continuous wave: CW) lazer ile SHG gözlenebilmesi için; molekül sarmalının oluşturduğu Fano rezonansın SHG'yi yüzlerce kat güçlendirmesinin gerekliliği gösterilmiştir. Bu orandaki güçlendirme simulasyon ile gösterilmiştir. Şekil 1: a) Yaşam-süresi yüksek olan kuantum noktası, sıcak noktası (hot-spot) ortalarında bulunan iki metal nanoparçacık (MNP) dimerinin merkezine yerleştirilmiştir. Dolayısıyla plazmonik uyarım ile güçlü şekilde etkileşir. b) Kuantum-noktası sayesinde oluşan uyarım yollarının girişimi sayesinde, ikincil frekans çevrimi yüzlerce kat güçlendirilir [1,2]. 1. 2. D. Turkpence, Gursoy B. Akguc, Alpan Bek, M. E. Tasgin, J. Opt. 16, 105009 (2014). Salakhutdinov, D. Kendziora, M. K. Abak, D. Turkpence, L. Piantanida, L. Fruk, M. E. Tasgin, M. Lazzarino, Alpan Bek, arXiv:1402.5244 D13 20. Yoğun Madde Fiziği Ankara Toplantısı, Hacettepe Üniversitesi, 26 Aralık 2014 Multiferroik Malzemelerde Manyetoelektrik Çiftlenim Umut Adem Ankara Üniversitesi, Fizik Mühendisliği Bölümü, Manyetik Malzemeler Araştırma Grubu Hem manyetik hem de (ferro)elektrik düzene sahip olan multiferroik malzemeler, bu özellikleri sayesinde malzemenin mıknatıslanmasının (elektriksel kutuplanmasının) manyetik (elektrik) alan yanında elektrik (manyetik) alan uygulanılarak da kontrolüne olanak verirler. Elektronik uygulamaları için mıknatıslanmanın elektrik alan ile kontrolü önemli bir teknolojik aşama olacaktır çünkü mıknatıslanmanın elektrik alan ile kontrolü manyetik alan ile kontrolüne kıyasla çok daha az enerji gerektirmektedir. Bundan dolayı bilgi depolama (Manyetoelektrik bellekler), sensör, aktuatör ve spintronik gibi uygulamalarda multiferroik malzemelerin kullanımı mümkün olacaktır [1,2]. Multiferroik malzemelerin bu uygulamalarda kullanılabilmeleri için oda sıcaklığında yüksek elektriksel kutuplanma ve mıknatıslanma büyüklüklerine sahip olmaları ve yüksek manyetoelektrik çiftlenim (yani zayıf manyetik alan altında yüksek elektriksel kutuplanma ve zayıf elektrik alan altında yüksek mıknatıslanma değişimi) göstermeleri gerekmektedir. Şu anda bilinen multiferroik malzemelerin manyetoelektrik çiftlenim değerleri umut vaat etmekle beraber uygulamalarda kullanılmaları için yeterli değildir. Bu konuşmada, multiferroik malzemelere genel bir giriş yapıldıktan sonra tek kristal olarak 1. 2. 3. 4. üretilen Y2Cu2O5 malzemesinin sıcaklığa (Şekil 1) ve manyetik alana bağlı kapasitans ölçümleriyle incelenen manyetoelektrik çiftlenim özellikleri anlatılacaktır. Antiferromanyetik bir yalıtkan oksit olan bu malzemenin dielektrik sabitinin manyetik düzen sıcaklığında değiştiği ve manyetik alan zorlamalı manyetik faz geçişlerine duyarlı olduğu gözlenmiştir [3]. İkinci olarak, oda sıcaklığında multiferroik özellik gösteren yeni bir malzeme olarak ScFeO3 malzemesinin yüksek basınç altında sentezi ve multiferroik özellikleri anlatılacaktır[4]. Şekil 1: Y2Cu2O5’in sıcaklığa bağlı dielektrik sabiti ölçümü. Okla belirtilen antiferromanyetik düzen sıcaklığının altında, kırmızı çizgiyle ektrapole edilen sıcaklığa bağlı dielektrik davranış manyetik düzenlenimle değişmektedir. S. -W. Cheong and M. Mostovoy, Multiferroics: A magnetic twist for ferroelectricity, Nat. Mater. 6, 13, (2007). J. F. Scott, Applications of Multiferroics, J. Mater. Chem., 22, 4567, (2012). U. Adem, G. Nenert, Arramel, N. Mufti, G. R. Blake, T. T. M. Palstra, Magnetodielectric coupling by exchange striction, Eur. Phys. J. B, 71, 393, (2009). M.R. Li, U. Adem et al. , A polar corundum oxide displaying weak ferromagnetism at room temperature, J. Am. Chem. Soc. 134, 3737, (2012). D14 . Yoğun Madde Fiziği Ankara Toplantısı, Hacettepe Üniversitesi, 6 Aralık 4 Temel fizik kullanarak yeni enerji malzemeleri keşfetmek: Lityum pillerini nasıl kararlı ve güvenli yaparız? Deniz Günceler Cornell University, Ithaca NY, ABD Şarj edilebilir Lityum pilleri, akıllı telefonlardan elektrikli arabalara kadar birçok modern teknolojinin temel parçalarından biridir. Fakat, Lityum'un çok reaktif bir element olması sebebiyle bu teknoloji birçok güvenlik sorununu barındırmaktadır. Günümüzde kullanılan Lityum pilleri, bu sorunları aşmak için positif elektrot (anod) olarak grafit kullanmaktadır; fakat bu durum pilin kapasitesinin teorik limitin çok altında olmasına yol açmaktadır. Prensipte, element halindeki Lityum metali çok daha iyi bir elektrod malzemesi olmasına rağmen; pil şarj olurken elektrokaplamanın düzensiz olması dendrit denilen fraktal yapıların oluşmasına yol açarak pil ömrünü kısalttığı gibi, pil içerisinde kısa devrelere yol açabilmektedir. Bu çalışmada, joint density functional teorisini kullanarak dendrit oluşumunun atomik mekanizmalarını açıklamaya çalışıyoruz. Hesaplarımızdan ve yakın zamanda yapılmış deneylerden çıkan sonuçlar, Lityum-elektrolit arayüz enerjisinin ve yüzey difüzyon bariyerlerinin Lityum pillerinin performansı üzerinde çok etkili olduğunu göstermektedir. Bu mekanizmaların anlaşılmasının, yeni şarj edilebilir pil teknolojilerinin geliştirilmesine olanak sağlayacağını düşünüyoruz. SÖZLÜ SUNUMLAR S01 . Yoğun Madde Fiziği Ankara Toplantısı, Hacettepe Üniversitesi, 6 Aralık 4 Radyasyon Basıncı ile Yay Titreşiminin Düşük Sıcaklık Atomik/Manyetik Kuvvet Mikroskobu’na Uygulanması ve Görüntü Alınması Özgür Karcı1,2, Ümit Çelik1.3, Ahmet Oral4 1 NanoManyetik Bilimsel Cihazlar Ltd.,06370, Ankara Hacettepe Üniversitesi, Nanoteknoloji ve Nanotıp Bölümü, 06800, Ankara 3 İstanbul Teknik Üniversitesi, Malzeme Mühendisliği Bölümü, 34469, İstanbul 4 Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fizik Bölümü, 06800, Ankara 2 Bu çalışmada, radyasyon basıncının etkisini kullanarak Atomik Kuvvet Mikroskobu (AKM) yaylarını titreştirip, düşük sıcaklık Atomik/Manyetik Kuvvet Mikroskoplarında uygulamalarını ve literatürde bu yöntem kullanılarak alınan ilk görüntüleri paylaşacağız. AKM yayları genel olarak bir piezo element aracılığla titreştirilerek resonansa getirilir. Bu yöntemin yalancı resonans eğrileri ve ideal olmayan Lorentz eğrileri ortaya çıkarma gibi dezavantajları bulunmaktadır. Işığın radyasyon basıncı, yayı doğrudan titreştirmek için kullanılan alternatif bir yöntem olarak önerilmiş [1, 2] fakat bu yöntem kullanılarak hiç görüntü elde edilmemiştir. Düşük sıcaklık AKM [3]’daki yay, 1310 nm dalga boyunda lazer diyodun yer aldığı bir fiber interferometre ile hem titreştirilmiş hem de yaydaki örnek-uç arasındaki etkileşimden doğan kuvvetler ölçülmüştür. Literatürde, ışığın radyosyon etkisinin ölçüldüğü yumuşak yaylardaki bu etki ve sapma ölçümü iki farklı ışık kaynağı kullanılarak gösterilmiştir [4]. Geliştirdiğimiz yöntemde tek bir ışık kaynağı bu iki farklı işi yapabilmektedir. DC akım uygulayarak 3 mW sabit güçte sürülen lazer diyoda, bir PLL aracılığıyla yayın resonans frekansında AC modülasyon uygulanmıştır. Bu şeklide yayın DC ofset etrafında AC modülasyon tarafından titreştirilmesi sağlanmıştır. P gücündeki ışık tarafından ideal yansıtıcı olduğu kabul edilen yaya uygulanan kuvvet, F=2P/c, eşitliğiyle hesaplanabilir. 3 mW lazer gücü için 1. 2. 3. yaya etkiyen kuvvet 20 pN olarak hesaplanır. 5 N/m’luk yay sabitine sahip bir AKM yayı için 4 pm bir genlik oluşturur. Bu hareket, resonansta titreştirilen ve atmosferde 200 kalite faktörüne sahip bir yay için 8 Å’luk bir genliğe takabül etmektedir. Vakum altında ve düşük sıcaklıklarda elde edilen genlik 1370 Å’a kadar yükselmiştir, Şekil 1(a). Şekil 1(b)’e 4K de alınmış manyetik görüntüsü verilmiştir. Bu yöntem ile yay sabitini doğrudan hesaplamak da mümkündür. Şekil 1: (a) 4 K de değişik modülasyon genlikleriyle alınmış resonans eğrileri, (b) 4 K de BSCCO tek kristalinde Abrikosov girdaplarının görüntüsü O. Marti, A. Ruf, M. Hipp, H. Bielefeldt, J. Colchero and J. Mlynek, Ultramicroscopy 42-44, 345-350 (1992). T. Aoki, M. Hiroshima, K. Kitamura, M. Takunaga and T. Yanagida, Ultramicroscopy 70, 45 (1997). Ö. Karcı, M. Dede, A. Oral, Rev. Sci. Instrum. 85, 103705 (2014). 4. D. W. Weld and A. Kapitulnik, Appl. Phys. Lett. 89, 164102 (2006). S02 . Yoğu Madde Fiziği A kara Topla tısı, Ha ettepe Ü iversitesi, 6 Aralık 4 MgO Alttaş Üzerinde Büyütülen CoO/NiFe ve CoO/Fe Filmlerinde Exchange Bias Etkisi Ramazan Topkaya, Sinan Kazan, Bekir Aktaş Fizik Bölümü, Gebze Teknik Üniversitesi, 41400 Kocaeli, Türkiye Spintronik elektronun yükü ile birlikte spininden yararlanan bir bilim dalıdır [1]. Exchange bias etkisi, spintronik alanındaki geniş teknoloji uygulamalarından dolayı son yıllarda çok büyük ilgi çekmektedir. Manyetik çok katmanlı yapılarda, ferromanyetik (FM) katman ile antiferromanyetik (AFM) katman arasında katmanlararası (interlayer) exchange etkileşmesinin bir sonucu olarak, uygulanan manyetik alan yönünde FM tabakanın koersiv alanında ortaya çıkan tek doğrultulu (unidirectional) manyetik anizotropi, exchange bias etkisi olarak bilinmektedir. ulaşılmasından dolayı CoO’in kristal kalitesinin arttığı ve (100) ve (111) alttaş yönelimleri için exchange bias alanının sırasıyla üç ve beş kat arttığı gözlemlendi. Ölçülen en yüksek exchange bias değerinin, CoO(111) yüzeyindeki uncompensated spinlerden kaynaklandığı açıklandı. Exchange bias etkisini açılamak için Meiklejohn-Bean model, random field model, ve Mauri modeli gibi birçok teori [2, 3] önerildi. Fakat, exchange bias etkisinin kaynağını ve mekanizmasını açıklayan, deneysel sonuçlarla uyumlu bir model tam olarak ortaya konulamadı. Bu çalışmada, MgO(111) ve MgO(100) alttaşları üzerinde büyütülen NiFe/CoO ve CoO/NiFe iki katlı filmlerin ve MgO(100) alttaş üzerinde büyütülen CoO/Fe iki katlı filmin manyetik ve yapısal özellikleri ferromanyetik rezonans (FMR), titreşimli örnek manyetometre (VSM) ve X-ışını krınımı (XRD) teknikleri kullanılarak araştırıldı. Kristal yönelimi ve kalitesinin, iki katlı ince filmlerin exchange bias özelliklerini çok güçlü bir şekilde etkilediği gözlemlendi. MgO alttaş üzerinde, ilk olarak, Py (NiFe) katmanının yerine CoO büyütülünce, stokiyometrik CoO fazına 1. 2. 3. S.A. Wolf et al., Science 294, 1488 (2001). A.P. Malozemoff, Phys. Rev. B 35, 3679 (1987). D. Mauri et al., J. Appl. Phys. 62, 2929 (1987). Şekil 1. CoO/Fe ince filmi için düzlem içi geometride elde edile FMR rezo a s ala ları ı açıya ağı lılığı. MgO(100) alttaşı üzerinde büyütülen CoO/Fe ince filmi için, FMR ölçümleri, Fe katmanının MgO alttaş üzerinde epitaksiyel olarak, dört katlı kübik anizotropi ile büyüdüğünü ve örneğin zor mıknatıslanma ekseninin MgO alttaşın [100] kristal ekseni olduğunu ortaya çıkardı. FMR çizgi şeklinin farklı davranışı, rezonans kavitesinin empedans değişimi ve örnek sisteminin iletkenliğinin kompleks bileşeni ile açıklandı. S03 . Yoğun Madde Fiziği Ankara Toplantısı, Hacettepe Üniversitesi, 6 Aralık 4 Akıllı Cam Uygulamalarının Anodik Katmanı: Elektrokromik Nikel Oksit İnce Filmler Gamze ATAK, Özlem DUYAR COŞKUN Hacettepe Üniversitesi Fizik Mühendisliği Bölümü 06800, Ankara, Türkiye Dünyanın hızla artan enerji probleminin çözümü için, enerji üretim teknolojilerinin araştırılması yanında, kullanılan enerji kaynaklarının kullanımında tasarruf sağlanması için yeni teknolojilerin üretilmesi de zorunludur. Elektrokromik kaplamalar (akıllı camlar), büyük oranda enerji tasarrufu sağlamaları, geçen ışığın şiddetinin ayarlanabilir olması gibi özellikleri nedeni ile günlük hayatta kullanım alanı bulmaya başlamıştır. Elektrokromik filmler, bina dış cephe kaplama sistemlerinde kullanılan mimari camlar, arabaların dikiz aynaları ve tavan camları, güneş gözlükleri ve reklam panoları gibi pek çok kullanım alanına sahiptirler. Elektrokromizm temelde, elektrokromik malzeme üzerine uygulanan elektrik gerilimi ile tersinir olarak malzemenin optik özelliklerinin değişmesi mekanizmasıdır. Malzemenin rengi, optik geçirgenliği, yansıtması ve soğurganlığı gibi özellikler değişmektedir. Optik özelliklerinin değişmesi görsel olarak kendini renk değişimi ile göstermektedir. En basit anlamda bir elektrokromik aygıt; alttaş, şeffaf ve iletken katman, elektrokromik katman (anodik veya katodik) ve iyon iletken bir katmandan oluşan bir yarım hücredir. Elektrokromik aygıtın verimini arttırmak için aygıt iki yarım hücreden de oluşturulabilir. Bu katmanlardan biri iyon alınca renklenen (katodik), diğeri de iyon verince renklenen (anodik) elektrokromik film olmalıdır. Böylece, bir elektrokromik film iyon aldığı için renklenirken, diğer elektrokromik film de iyon verdiği için renklenecek ve daha şiddetli bir renklenme elde edilecektir. En çok kullanılan anodik oksit tabanlı filmlerin başında Ni oksit [1-4] ve Ir oksit [5] gelmektedir. Yüksek maliyet ve limitli kaynak nedeniyle Ir yerine, Ni geniş alanlı uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Nikel oksit filmler akıllı cam uygulamalarının yanı sıra elektronik bilgi ekranlarında [6], şeffaf organik ışık yayan diyotlarda (TOLED) [7], boya duyarlı tandem güneş pillerinde [8], lityum iyon pillerde [9] kullanılmaktadır. Nikel oksit ince film hazırlamak için birçok yöntem kullanılmakta olup, filmlerin optik, elektriksel ve elektrokromik özellikleri büyütme yöntemine göre farklılık göstermektedir. Bu çalışmada RF magnetron kopartma sistemi kullanılarak, NiO hedeften nikel oksit ince filmler büyütülmüştür. Ar çalışma basıncı, RF kopartma gücü, alttaş sıcaklığı gibi büyütme parametrelerinin , filmlerin optik ve elektrokromik özelllikleri üzerine etkisi incelenmiştir. En yüksek renklenme verimine ve optik modülasyon değerine sahip nikel oksit filmlerin büyütme koşulları belirlenmiştir. Bu proje TÜBİTAK tarafından desteklenmiştir (Proje No: 111T252). 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. C. M. Lampert, T. R. Omstead and P. C. Yu, Proc. Soc.Photo-Opt. Instrum. Eng. 562, 2 (1985). J. S. E. M. Svensson and C. G. Granqvist, Appl. Phys. Lett. 49, 1566 (1986). J. S. E. M. Svensson and C. G. Granqvist, Sol. Energy mater. 16, 19 (1987). J. S. E. M. Svensson and C. G. Granqvist, Appl. Opt. 26, 1554 (1987). S. Gottesfeld, J. D. E. McIntyre, G. Beni, J.L. Shay, Appl. Phys. Lett. 33, 208 (1978). P. C. Yu, G. Nazri, C.M. Lampert, Sol. Energy. Mater. 16, 1 (1987). B. Wei, S. Yamamoto, M. Ichikawa, C. Li, T. Fukuda, Y. Taniguchi, Semicon.Sci.Technol. 22, 788 (2007). Nattestad, M. Ferguson, R. Kerr, Yi-B. Cheng, U, Bach, Nanotechnology. 19, 295304 (2008). X.H. Huang, J.P. Tu, X.H. Xia, X.L. Wang, J.Y. Xiang, Electrochem. Commun. 10, 1288 (2008). S04 . Yoğu Madde Fiziği A kara Topla tısı, Hacettepe Ü iversitesi, 6 Aralık 4 Moleküler Dinamik Benzetimi ile Yalıtkan Üzerine Germanyum Sisteminin İncelenmesi Nadire Nayir1, Emre S. Taşcı1, Selçuk Yerci2,3, Şakir Erkoç1,2 1 Fizik Bölümü, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 06800, Ankara 2 Mikro ve Nanoteknoloji Programı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 06800, Ankara 3 GÜNAM, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 06800, Ankara Yüksek taşıyıcı mobilitesine sahip tek kristal yapısındaki germanyum (Ge), yüksek hızlı mikro elektronik aygıtlarda (high speed microelectronic device) etkili bir materyaldir. Ancak, Ge’nin, mikroelektriğin temel malzemesi olan silisyumun (Si) üzerine tek yönelime sahip kristal yapıda üretilebilmesi Si ve Ge’nin kristal yapılarındaki uyuşmazlık nedeniyle oldukça zordur. Sıvı faz epitaksi yöntemi ile yapılan deneysel araştırmalar sonucunda, yalıtkan malzeme ile silikon tabakadan ayrılmış ince pota bölgelerinde, amorf yapıdaki Ge’den yüksek kalitede tek bir yönelime sahip düzgün kristal yapıda Ge üretilebiliyorken, pota genişliği 5 µm’den fazla olduğu durumlarda elde edilemediği, Ge atomlarının küçük kümeler oluşturduğu gözlemlenmiştir [1]. Bu da Ge atomlarının pota genişliğinden kaynaklanan topaklanma problemini ortaya çıkarmıştır. Bu araştırmada, moleküler dinamik (MD) benzetim metodu ile yalıtkan üzerine Ge sistemi (Şekil 1) içerisindeki Ge atomlarının pota geometrisinden kaynaklanan topaklanma problemi detaylı bir şekilde incelenmektedir. Yalıtkan Pota Bölgesi Tohum Bölgesi Şekil 1. Yalıtka üzeri e Ge siste i i içte görü ü ü. Topaklanma probleminin nedeni olarak; pota ve tohum bölgelerinin genişliği, şekli, kaplama için kullanılan malzeme, Si alt taşının sahip olduğu 1. kristal yönelim faktörleri dikkate alınmaktadır. Dolayısıyla bu araştırma kapsamında çekirdek ve pota bölgeleri için farklı sistemler tasarlanarak benzetimler gerçekleştirilmektedir, böylece yalıtkan üzerine Ge sistemi için en uygun geometrinin elde edilmesi hedeflenmektedir. Ayrıca farklı yalıtkan malzemelerinin (SiO2, Si3N4, HfO2, La2O3, vb.) denenmesi planlanmaktadır. Mevcut çalışmada yalıtkan malzeme olarak SiO2 seçilmiştir (Şekil 1). MD ile yalıtkan üzerine Ge sistemi çalışılabilmesi için, amorfSiO2 ve amorf-Ge yığın yapılarına gerek duyulmaktadır. Si ve Ge’nin kristal yığın yapılarından “eritip-birden soğutma (meltquenching)” metodu ile amorf yapıda SiO2 ve Ge elde edilmiştir. Amorf yapılar kullanılarak hazırlanan yalıtkan üzerine Ge sistemi, bütün SiO-Ge etkileşimlerini içerebilecek uygun Tersoff potansiyelinin ayarlanabilmesi için, farklı potansiyel değişkenleri altında çalışılmış ve sonrasında Tersoff potansiyelinin optimize edilmiş hali kullanılarak, sistem farklı pota ve tohum genişliklerinde incelenmiştir. Böylece Si alttaşı üzerinde tek kristal yönelime sahip Ge’nin üretilebildiği tohum ve pota genişlikleri tespit edilmiştir. İlerleyen araştırmalarda ise, diğer yalıtkan malzemeler için de, kuvvet alanı parametrelerini değiştirerek ya da kuvvet alanının kendisini (Tersoff) uygulayarak sistem benzetimlerinin yapılması planlanmaktadır. Zira mevcut Tersoff potansiyeli, La-O, Hf-O gibi bazı sistemlerin etkileşim parametrelerini içermemektedir. Bu çalışma sonucunda, üretim için uygun pota ve çekirdek genişliklerinin ve topaklanmayı azaltacak uygun yalıtkan malzemelerinin belirlenmesi planlanmaktadır. T. Hashimoto, C. Yoshimoto, T. Hosoi, T. Shimura, and H. Watanabe Appl. Phys. Express 2, 066502 (2009).