MXene/MBene yüzey tipi FexB filmlerin emı kalkanlama verimliliklerinin yoğunluk fonksiyon teorisi ve Monte Carlo metodu yaklaşımıyla araştırılması
Emi of MXene/MBene surface type FexB films intensity of protection efficiencies function theory and Monte Carlo method research with approach
Yazar: HAKAN ÜŞENTİ
Danışman: DOÇ. DR. İZZET PARUĞ DURU
Altınbaş Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu tez çalışmasında MXenes ailesinin en yeni üyesi olan MBenes kapsamındaki FeXB'un (FeB, Fe2B) yapısal, elektronik, manyetik ve optik özellikleri ab-initio yöntemler kullanılarak incelenmiştir. Ardından bu malzemelerle elde edilen 2D film tabakaların elektromanyetik kalkanlama etkililikleri fotonun polarizasyon durumu gözetilerek detaylı şekilde incelenmiştir. Çalışmada isim karışıklığını önlemek için; I41/amd uzay grubunda bulunan FeB için FeB(1), cmcm uzay grubunda bulunan FeB için FeB(2), I41/mcm uzay grubunda bulunan Fe2B için Fe2B(1), P4/mmm uzay grubunda bulunan Fe2B için Fe2B(2) denilmiştir. Bu 4 malzemenin analizi yapılırken kuantum mekaniksel alt yapıyı kullanan yoğunluk fonksiyon teorisi (DFT) kullanılmıştır. FeXB nanoparçacıklar (FeB(1), FeB(2), Fe2B(1), Fe2B(2))  kullanılarak elde edilen dört farklı tek katmanlı film yapının da  ultraviyole bölgede 20 dB'in üzerinde  kalkanlama performansı gösterdiği görülmüştür. Elektromanyetik radyasyondan korunmanın en etkili yolu elektriksel iletkenliği yüksek aynı zamanda yüksek manyetik geçirgenliğe sahip kalkanlama malzemesi kullanmaktır. Bor tabanına demir katkılanarak elde edilmiş olan FexB yapıları birçok üstün özelliğinin yani sıra, göstermiş oldukları metalik davranışları ve ortaya koydukları manyetik özellikleri sayesinde yeni nesil kalkanlama malzemesi olmaya da aday olduklarını göstermişlerdir. Tek katmanlı atomik yapılarında bile >20 dB dolaylarındaki kalkanlama performansları heyecan vericidir.

Abstract:
In this thesis, the structural, electronic, magnetic and optical properties of FeXB (FeB, Fe2B) within the scope of MBenes, the newest member of the MXenes family, were investigated using ab-initio methods. Then, the electromagnetic shielding efficiency of 2D film layers obtained with these materials was investigated in detail by considering the polarization state of the photon. In order to avoid name confusion in the study; FeB(1) for FeB'nin the I41/amd space group, FeB(2) for FeB'nin the cmcm space group, Fe2B(1) for Fe2B in the I41/mcm space group, Fe2B(2) for Fe2B in the P4/mmm space group. Density function theory (DFT) using quantum mechanical background was used to analyze these 4 materials. All four different monolayer film structures obtained using FeXB nanoparticles (FeB(1), FeB(2), Fe2B(1), Fe2B(2)) were found to exhibit shielding performance above 20 dB in the ultraviolet region. The most effective way to protect from electromagnetic radiation is to use shielding materials with high electrical conductivity and high magnetic permeability. FexB structures obtained by doping iron on boron base have shown that they are candidates to be the next generation shielding material thanks to their metallic behavior and magnetic properties, as well as their many superior properties. Their shielding performance of around >20 dB even in single-layer atomic structures is exciting.