FBE- Fizik Mühendisliği Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans

Bu koleksiyon için kalıcı URI

Gözat

Son Başvurular

Şimdi gösteriliyor 1 - 5 / 154
  • Öge
    Role of growth parameters on electrochromic behavior of tungsten oxide thin films grown by RF magnetron sputtering
    (Fen bilimleri Enstitüsü, 2020) Nuhoğlu, Duygu ; Özkan Zayim, Esra ; 644363 ; Fizik Mühendisliği
    Chromogenic materials are the materials that change their optical properties with the influence of external stimulus such as temperature, potential difference, electromagnetic radiation, and that they revert into their initial state when the effect of external stimulus disappears. Chromogenic technology has a very important place in vehicle glazing, siding of architecture, and even in printed electronics. The materials that change their optical properties under applied potential are called electrochromic (EC) materials and they have the area of usage increasing day by day. The major advantages of EC materials are: they only need electricity during switching (small switching voltage around 1-5V); they can keep their state without any applied potential; they can be integrated on any surface like paper, plastic, or glass. Rear-view mirrors that provide a more comfortable view during day and night are the most commercially developed electrochromic products to date, yet applied in siding in architecture, in window applications (smart glass) providing heat control by means of decreased transmittance and reflectance too. Electrochromic (EC) smart glasses have a very large and developing place in the world market. This market started with Schott-Donnely LLC Smart Glass Solution production of EC glass continues with SAGE Electrochromic's introduction of electrochromic glasses at National Home Builders (USA) at 2000. And it continues to grow with companies such as View Dynamic Glass, E-Control and PPG Industry (Pittsburg Plate Glass) which produce and market electrochromic smart glass technology on flat glass as siding in architectural structures. Since the Sisecam Glass Company is the biggest glass company in Turkey and the biggest float glass producer in Europe, it is very likely to take its place in the EC market in later times. For this reason, laboratory studies have started. Almost all of these devices that perform electrochromic property rely upon vacuum deposition for their electrodes or themselves. Sometimes, different processes such as sol-gel, chemical vapor deposition or other technics are used to make all or portions of EC devices. Among the electrochromic materials, tungsten oxide is the most preferred one owing to its processible nature, stabile nature, and excellent electrochromic performance. Tungsten oxide as a starting point is a good idea because of the companies that produce EC glazing with inorganic materials are using tungsten containing compounds. In this thesis study, it has been aimed to investigate tungsten oxide as an electroactive layer in Sisecam Science and Technology Center. Tungsten metal target was sputtered with RF magnetron sputtering method. In order to create an eco-friendly structure, gallium zinc oxide coated glass was used as a conductor layer since indium tin oxide is poisonous. The effect of power, pressure, reactive gas contents on electrochromic, optical, and structural properties of tungsten films was investigated. Long cycle measurements were made to examine the degradation of films over 900 cycles. Electrochromic characterization was performed for all films and three electrode methods were used. The optical transmittance of the films was measured by spectrophotometer versus wavelength. AFM images to examine the surface roughness of the films, XRD analysis to examine the crystal structures, ellipsometric measurements for the measurement of optical parameters, and the densities of the films were obtained by XRR analysis. Although tungsten oxide is the most investigated material among the electrochromic materials, this study is unique in terms of making coatings in the low power range (45, 60, 75, 90W) and achieving the best performance at a low power of 45W, compared to the literature. After that, coatings were made to see the effect of pressure with 45W sputtering power. Sputtering pressure of 5, 7, 10, 13 mTorr was studied in these coatings and the films were characterized. It was observed that the films coated at 10 mTorr pressure among the pressure values worked with 45W power had the best electrochromic properties. The last study is to investigate the effect of oxygen partial pressure on electrochromic properties.
  • Öge
    Modeling the magnetic activity cycles in the sun and sun-like stars
    (Institute of Science And Technology, 2020-06-15) Sağıroğlu, Can ; Işık, Emre ; 509121125 ; Physics Engineering ; Fizik Mühendisliği
    Observations of global magnetic activity on the Sun, specifically in the form of bipolar magnetic regions including sunspot groups is known to display a certain pattern, which can be described as an 11-year cycle with one- to two-year overlaps between successive cycles. Long-term examination of this phenomena is known to exhibit a variability in cyclic activity with certain periods of elevated magnetic activity at the surface. Sun-like stars of different ages but similar physical properties compared to that of the Sun (e.g. EK Draconis) also show starspots with rather ambiguous cyclic activity. A holistic effort is concentrated on trying to connect the magnetic activity observed at the surface with the inner structure of a star by dynamo modelling. We use a Babcock-Leighton-type dynamo model, to simulate magnetic activity cycles of the Sun and apply the solar-dynamo paradigm to Sun-like stars with two approaches, namely a flux transport dynamo (FTD) and a surface flux transport (SFT) model. With FTD simulations we model the transport of magnetic flux throughout the convection zone with an emphasis on the rise of flux tubes in determining the surface sources for the poloidal field and examine the long-term variability of magnetic activity cycles of stars with equatorial rotation periods in the range of 24.50 - 20.02 days. We do this by simulating the model for 340 years with independent random realizations and different levels of saturation thresholds for the toroidal magnetic flux while ensuring the sustainability of a long-term dynamo. Our reference models for the solar rotation period qualitatively reproduce the observed short- (cycle-to-cycle) and long-term fluctuations of the solar cycle. For shorter rotation periods down to 20.02 days, we show that stochastic effects dominate over the changes induced by rotational effects (emergence latitude and tilt angle). With SFT simulations we examine the evolution of radial magnetic fields on the surface and its short-term variability for stars with equatorial rotation periods in the range of 24.50 - 1.53 days. We do this by synthesizing bipolar magnetic region data consisting of 5 successive solar-like 11-year cycles with different random-number sequences, explore cycle overlap of 2, 3 and 5-years for each rotation rate and examine its effect on cyclic activity. We show that decreasing rotation periods correspond to elevated levels of magnetic activity, increasing cycle overlap induces shorter activity cycle periods and elevated levels of unsigned magnetic flux observed at the surface. This indicates that cycle overlap is likely to govern the short-term variability of magnetic activity.
  • Öge
    Formation and investigation of organic compound structures on the surfaces at nanoscale with scanning probes
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013) Peksu, Elif ; Gürlü, Oğuzhan ; 332871 ; Fizik Mühendisliği ; Physics Engineering
    Bir nanoparçacık, 100 nm?den daha küçük çapa sahip virus, DNA gibi organik, CdSe gibi inorganik çok ufak parçacıklardır. Nanoparçacıklar, atomik veya moleküler yapılar ve bulk arasında etkin bir şekilde köprü olduğundan bilimsel açıdan çok büyük öneme sahiptir. Bir kristal yapıda boyutu ne olursa olsun sabit fiziksel özelliklere sahip olmalıdır fakat nano-ölçekte bu durum genellikle böyle değildir. Küçük boyutlu yarıiletken nanoyapılar önemli doğrusal olmayan optik özellikleri, ışık saçma özellikleri, kuantum ölçek etkileri ve diğer fiziksel ve kimyasal özelliklerinden dolayı son bilimsel araştırmaların odak noktası olmuştur. Geçtiğimiz son on yılda, şekline ve boyutuna bağlı çok çeşitli elektronik ve optik özellikleri ortaya koyan nanometre boyutundaki inorganik noktalar, tüpler gibi düşük boyutlu malzemeler keşfedilmiştir.Elektronların serbest hareketinin tüm boyutlarda sınırlandırılması, kuantum nokta olarak adlandırılan sıfır boyutlu nano yapıların ortaya çıkmasına neden olmuştur. Kuantum Noktalar birkaç nanometre boyutlu ve içerisinde onlarca atomu barındıran çok küçük yarı iletken malzemelerdir. Kuantum noktalarının özellikleri en çok boyut ve içerdiği atomlara bağlıdır. Boyutlarının küçük olmasından dolayı kuantum noktalarının özellikleri üzerinde kolayca oynanabilir ve böylece bu parçacıklar yeni uygulamalarda kullanılabilir. Tüm boyutlarda güçlü sınırlandırma sonucu elde edilen kuantum nokta yapıları kesikli enerji seviyelerine ve kabuki yapılarına sahip olduklarından dolayı yapay atom olarak da adlandırılır. Böyle yapıların şekil ve boyutlarının deneysel olarak kontrol edilmesi sebebiyle potansiyel olarak, kuantum noktalar nanoboyutta elektronik ve optoelektronikler için ideal yapıtaşları haline gelmiştir. Tek elektron transistorler, kuantum bilgisayarları, kızılötesi fotodedektörler, hafıza elemanları gibi cihazlar kuantum noktaları kullanılarak geliştirilmeye başlanmıştır.Deoksiribo nükleik asit (DNA) yaşayan varlıklar için çok önemli yapılardır. DNA hücreleri çoğaltmak için gerekli olan bilgiyi sağlar. Canlı sistem içerisinde metabolik faaliyetlerin başlatılması, yürütülmesi ve kontrolü DNA tarafından düzenlenir. Aynı zamanda kişinin nasıl göründüğünden de sorumludur. DNA genellikle çocuğa anne ve babadan geçen genetik hastalıklar için kodlar içerir. Bunları inceleyen araştırmacılar için de çok önemlidir. Esasında bir çift zincirden oluşan DNA molekülünün kimyasal bileşimi temel ölçüde bilinmektedir. Canlı sisteminin hayatta kalması adına gerekli tüm kalıtımsal bilgi bu zincirin diziliminde saklanmaktadır. Gerçekleşecek olan metabolik faaliyet hakkındaki bilginin saklandığı çiftli zincirin ilgili bölümünün, işlemin gerçekleşmesi adına açılıp stokastik olduğu düşünülen bir biçimde RNA ile eşleşerek bilgi aktarımı yaptığı bilinmektedir. Oldukça karmaşık bir biçimde gerçekleşen bu sistemin çalışma prensibini anlamak, genetik havuzda canlıların nasıl başkalaştığı gibi problemlerin yanı sıra hücresel faaliyetlerin anlaşılmasına da ışık tutacaktır. Bu yüzden, gelecekteki uygulamaları için DNA?nın incelenmesi ve morfolojik yapısını anlamak önemlidir. Bu noktada zincirin fiziksel özellikleri üzerine çalışmalar önem kazanmaktadır. Son yirmi senede gelişen deneysel teknikler, DNA?nın morfolojik ve elektronik yapısını incelemeyi olanaklı hale getirmiştir. Doksanlı yılların başlarında HOPG yüzeyi üzerinde DNA atomik kuvvet mikroskopisi ile görüntülenmiştir. Yine doksanlı yıllarda taramalı tünelleme mikroskobu ile DNA?nın iletkenliği ölçülmüştür. Farklı ortamlar içerisinde ve yüzeyler üzerinde, farklı boyutlarda ve dizilimlerdeki DNA sarmalları incelenmeye devam edilmektedir. Bu araştırmanın asıl amacı, CdSe ve InP/ZnS kuantum noktalarının (özellikle tek kuantum noktanın) ve deoksiribo nükleik asidin (DNA) atomik kuvvet mikroskobu ve elektostatik kuvvet mikroskobu, optik mikroskop, taramalı tünelleme mikroskobu ve raman spektroskopisi kullanılarak araştırılması, onların morfolojik, elektronik ve optik özelliklerinin incelenmesidir. Taramalı uç mikroskobisinde en dikkat çeken özellik atomik ve moleküler seviyede görüntü alabilmektir. Atomları tek tek görebilmek, onlarla oynayabilmek birçok alanda yeni keşifler demektir. Atomik kuvvet mikroskobu bugüne kadar yüzey özelliklerinin ve malzeme topografisinin incelenmesinde vazgeçilmez olmuştur. Taramalı tünelleme mikroskobu iletken, yarıiletken yüzeylerle iğne arasındaki tünelleme akımını ölçerken atomik kuvvet mikroskobu iğne ile yüzey arasındaki etkileşim kuvvetini ölçer. Burada yüzeyin taramalı tünelleme mikroskobunda olduğu gibi iletken olması gerekmiyor. Atomik kuvvet mikroskobu her çeşit yüzey için ve her çeşit ortamda kullanılabilir. Zaten burada da en çok kullanılan mikroskoptur. Taramalı tünelleme mikroskobunda daha küçük alanlar taranabilir, atomik çözünürlük elde edilebilir. Atomik kuvvet mikroskobunda bunu elde etmek zor. Bunu elde etmeye çalışırken yüzeye, örneğe zarar verme olasılığı yüksektir. Optik mikroskop ise özellikle örnek hazırladıktan sonra solüsyonun nereye nasıl dağıldığını göstermek için idealdir. Yapılan çalışmada özellikle DNA?nın seçilen yüzey üzerinde nasıl bir morfolojide durduğunu gözlemek amacı ile atomik kuvvet mikroskobu ile çalışılmıştır. Farklı yüzeyler üzerinde farklı boylarda hazırlanmış DNA ların konulması ile hangi parametreler ile DNA zincirlerinin ne şekilde katlandığı ve dış koşullara nasıl tepki verdiği bu yöntemle araştırılmıştır. DNA içeren çeşitli çözeltiler aynı anda hem HOPG üzerine hem de mika üzerine damlatılıp kurutulduktan sonra atomik kuvvet mikroskobu ile gözlemlendi. Sadece damlatma ile de kalmayıp kuruduktan sonra örneği yıkama ve kurumadan örneği yıkama gibi farklı örnek hazırlama teknikleri kullanıldı. DNA? nın düz yüzeylerde küresel olmaya yönelmesi problemi ile birlikte DNA? nın içinde bulunduğu çözeltilerin de yüzeylerde oluşturduğu yapılar DNA? nın özelliklerinin anlaşılması için önem arz etmektedir. DNA zincirlerinin solüsyonlardan yüzeylere kaplanmalarının yanı sıra hibridize edilmiş ve belirli geometrik özellikleri ihtiva eden DNA yapılarının morfolojik özellikleri de incelendi. Kuantum noktalar sadece çekirdekten oluşan ya da çekirdek ve çekirdeği saran kabuktan oluşan iki çeşit yapıya sahiptir. Çekirdek haldeki kuantum noktalar görünür bölgede ışık emisyonuna sahiptirler. InP gibi kızılötesi bölgede ışık emisyonu yapan kuantum noktalar da vardır. Çekirdek ve kabuktan oluşan kuantum noktalarda çekirdek, bant genişliği daha büyük olan yarıiletkenlerle kaplıdır. Çekirdeğin dışına eksiton sızmasını azaltır.Şimdiye kadar gerekli sistemler kuruldu. Kuantum noktaları yüzeye yayma işlemleri gerçekleştirildi. HOPG, mika ve altın gibi farklı yüzeyler üzerinde CdSe gibi çekirdek haldeki ve InP/ZnS gibi çekirdek ve kabuktan oluşmuş kuantum noktalarının yüzey sistemleri araştırıldı. Elektroluminesans yapabilmek için tek kuantum nokta gözlemlenmeye çalışıldı. Bu araştırmada, çok kısa DNA?lar kullanıldığında, DNA?nın HOPG ve mika üzerinde nasıl davrandığı incelendi. Hibridize DNA?lar gözlemlenmeye çalışıldı. Bunu yaparken kullanılan çözücülerin farklı yüzeylere farklı tepkiler verdiği keşfedildi ve bir de çeşitli çözücülerin farklı yüzeylerdeki etkileri de araştırıldı. Bu sayede elde ettiğimiz datanın gerçekte gözlemlemeye çalıştığımız malzeme mi yoksa örnek hazırlarken kullandığımız kimyasallardan mı kaynaklandığı anlaşılmış oldu. Bu da datanın doğruluğuna yardımcı olmakta. Çeşitli substratlar kullanıldı ve bunların farklı çözücülere tepkisi farklı oldu. HOPG yüzeyi hidrofobik bir yüzey, mika ise hidrofilik yani HOPG suyu sevmeyen, mika ise suyu seven yüzeyler. Örneğin mika yüzeyine su damlatıldığında hemen kuruyup giderken HOPG üstüne damlatıldığında durum farklı oldu. Bu da ölçümlere farklı şekillerde yansıdı.Bu çalışma aslında üç ana bölümden oluştu. İlkini kuantum noktaların incelenmesi oluştururken ikinci ve üçüncü kısım sırasıyla çözücülerin substratlara etkisi ve DNA zincirlerinin incelenmesi oluştrmuştur.
  • Öge
    An investigation on the luminescence and structural properties of erbium doped cadmiumniobate phosphors
    ( 2013) Aian, Sanaz Ghafouri ; Özen,Gönül ; 349749 ; Physics Engineering Programme
    Columbite-type niobates with MNb2O6 general formula having interesting optical,dielectric and microwave dielectric properties have been intensively studied recently.There are lack of study on the luminescent properties of columbite metal niobates.In the present study ,rare earth doped CdNb2O6 compounds with columbite structure ,were produced by molten salt method and synthesized by using starting materials of metal nitrates and niobium oxide and salt systems such as , Li2SO4-Na2SO4 by 1:1 molar ratios. The Morphological properties of the powders as determined from X-ray diffraction and Scanning Electron Microscopy. The mechanism of this behavior has been studied by measuring the spectral characteristics of the photoluminescence and photoluminescence excitation spectra on the crystalline.CdNb2O6 doped with 0.5, 1, 3, 6% Er+3 compounds indicated CdNb2O6 phase (JCPDS file No., 38-1428) .The samples exhibited a single phase and all of the peaks were found to be CdNb2O6 phase at high temperature of over 900°C. The SEM pictures and The EDS of the material are the rod-like particles that seem to be distributed homogeneously.Therefore, the particle size increased along with the sintering temperature. The luminescence properties of columbite compounds were investigated at low (200-800 nm) and high (900-1100 nm) wavelengths.However Er+3:CdNb2O6 compound increased the luminescence intensity.The emission intensity of CdNb2O6 with increasing rare earth dopant Er2O3 concentration due to transfer of excitation energy absorbed by rare earth dopants to the NbO6 groups.Photoluminescence analysis performed between (900-1100nm) showed that ,luminescence intensity of CdNb increased by increasing the dopant ratio but ,concentration quenching was observed for CdNb2O6 above 1%mol dopant concentration
  • Öge
    An investigation of phase transitions in self-assembled peptide nanotubes using dielectric and infrared spectroscopy
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020-03-26) Aydın, Abuzer Orkun ; Salehli, Ferid ; 509181101 ; Fizik Mühendisliği ; Physics Engineering
    Discovery of self-assembly processes of cyclic and aromatic peptide opened new opportunities for biomimetic functional materials, which can pave the way to bottom-up engineering of environmental friendly electronics or optics. Especially, self-assembly of diphenylalanine peptides in aqueous solutions results in highly organised microtubes consists of hexagonal nanotubes (FF NT/MT) with high structural and chemical stability. Furthermore, diphenylalanine nanotubes are claimed to posses electronic, optical and many non-linear polarisation properties such as ferroelectricity. The origin of its properties are believed to be its lattice structure by many researchers. Despite great effort was made, for twenty years, on FF NT/MT a feasible application is not yet discovered. We believe that any further attempt will be futile, unless the the structure of the peptide nanotubes and the origin of their physical properties are fully understood. In primary structure, diphenylalanine molecules contains of two hydrophobic phenyl rings, one carboxyl group and one protonated amino group. The later two moieties residing on the opposite ends of the molecule, build head-to-tail chains with adjacent FF molecules forming a dipeptide hexamer unit closing around the water molecules trapped inside. This structure expands parallel to the normal of FF hexamer plane and forming the nanotubes with a van-der Waals diameter of 10 Å. Outlying hydrophobic phenyl rings joined together with - interactions completing the microtube structure. Completed peptide backbone has a well-defined hexagonal lattice structure P61. Periodically arranged functional groups provide H-Bond donor and acceptor sites. Together with the water wire stretching along the c-axis of nanotubes, there exists three nanoconfinement regions in FF NT/MT. Relatively larger free volume between the hexagonal rings has to be considered as an additional sites for residing water molecules. Water has extensive hydrogen bonded tetrahedral network, which differentiates itself from simple liquids of similar molecular weigth and structure. Anomalous nature of water known to be an outcome its structure. In search for the origings of observed phenomena, researchers were able to cool water down to 229 K. Nevertheless, for measurements on bulk water it is near impossible to enter the so called 'No man's land', where spontaneous crystalisation is unavoidable. Confined water has special attributes such as the ability to by-pass crystalisation and enter into 'No Man's Land'. Pioneering measurements on confined water in nanoporous materials or solutions provided many fullfiling information. Besides, many authors revealed couplings between dynamical or vibrational properties of hydration water and proteins such as lysine or lyzozyme. In accordance with these later findings, water is accepted as constituent of protein or polypeptide dynamics and structure. Even though FF NT/MT is a system of dipeptide sequences, we assume that it's properties are defined by its inherent, confined water molecules as in proteins. Keeping that in mind, we employed Broadband Dielectric Spectroscopy (BDS) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) in wide temperature ranges to investigate dynamical and vibrational properties of confined water in FF NT/MT. BDS experiments are conducted in wide frequency (10-2 Hz – 109) and temperature (100 K – 450 K) range. We have revealed successive phase transitions of water molecules confined in 1nm hexamer rings and between hexamer rings in FF peptide, former having a slower process. In the vicinity of 195 K, dielectric measurements revealed the onset of long-range tetrahedral hydrogen bond ordering between water molecules in distinct regions. As a result of a structural phase transition at about 230 K, frustration of hydrogen bonds leads to local tetrahedral arrangements. Exothermic trend of DSC curve in temperature range 160 K-230K and the singularity at 230 K, reinforces the claim of ordering dipoles and structural phase transition, respectively. DSC measurements on FF NT/MT confirms the structural phase transition at 230 K, with a singularity in heat flow signal. Two glass transitions at 205K and 133K are found related with water clusters in distinct confinement regions. Dielectric response maximum at room temperature can be understood as increased reorientational contribution of water dipoles due to loss of long-range interactions. This later finding gives a clue about the observed phenomena related with polarization. The vibrational characteristics of both confined water and peptide backbone is revealed in FTIR spectroscopy in MIR region (1000 cm-1 – 6000 cm-1) and in temperature range between 88 K and 320 K. Three specific spectral region is identified; OH-Stretching band (3000 cm-1 – 3500 cm-1), CH-Stretching band (2820 cm-1 – 2980 cm-1) and combination of Amide I/II vibrations with OH-Bending (1470 cm-1 – 1700 cm-1). OH-Stretching is deconvoluted into 6 Gaussian modes related with confined water with a split about 3250 cm-1, indicating strong coupling with peptide backbone. This split disappeared as temperature is approached to phase transition at 195 K, where an abrupt increase in infrared absorbance intensity is observed. The band shape remained the same resembling tetrahedral water network until the second phase transition at about 230 K. Above 230 K, long-range tetrahedral range is lost and intensity of OH-Stretching bonds are frustrated. These phase transitions are in line with the dielectric measurements. Further evidence of peptide-water coupling is obtained in CH-Stretching and Amide I/II region, where band intensities are sensitive to mentioned phase transitions. In conclusion, we have revealed the structure and explicit phase transitions of water confined in self-assembled diphenylalanine nanostructures. The observed phase transitions are first in literure concerning the confined water and FF NT/MT. We claim, depending on our results, that observed functional properties of FF NT/MT are caused by dipole contributions of confined water in the system.