İki boyutlu ağır mıknatıslarda yük katkılama ve zorlanma etkisinin yoğunluk fonksiyoneli teorisi ile incelenmesi
Investigation of doping and stress effects in heavy two-dimensional magnets by density functional theory
Yazar: MUHAMMED EMİN DEMİRCİ
Danışman: PROF. DR. MEHMET KABAK ; DOÇ. DR. AYBEY MOĞULKOÇ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Ab initio = Ab initio ; Curie sıcaklığı = Curie temperature ; Yoğunluk fonksiyonu teorisi = Density function theory ; Zorlanma = Strain ; İki boyutlu yapılar = Two dimensional structures

Özet:
Son yıllarda, iki boyutlu (2B) malzemelerin araştırılması, yoğun madde fiziği ve malzeme bilimi alanında önemli keşiflere yol açmıştır. Bu malzemeler arasında, 2021 yılında ortaya çıkan ağır 2B mıknatıslar, benzersiz elektronik ve magnetik özellikleri nedeniyle çeşitli teknolojik uygulamalar için umut verici adaylar olarak ortaya çıkmıştır. Yük katkılama ve zor etkisi gibi dış faktörlerin, bu malzemelerin davranışları üzerindeki etkisini anlamak, performanslarını incelemek ve potansiyellerini ortaya çıkarmak için çok önemlidir.
Bu tez çalışmasında, atomik seviyelerdeki malzemelerin incelenmesinde yaygın olarak kullanılan Yoğunluk Fonksiyonel Teorisini (YFT) baz alınarak, ağır 2B mıknatıslardaki yük katkılama, zorlanma etkilerini ve Curie sıcaklıklarını araştırmaya odaklanmaktadır. YFT, kuantum mekaniği ilkelerinden yararlanarak, malzemelerin elektronik yapısı, magnetik , optik ve daha birçok özellikleri hakkında doğru tahminler yapılmasını sağlar ve farklı koşullar altındaki davranışları ile ilgili yönelimlerini sunar.
Nanoelektronik, spintronik ve kuantum teknolojilerinde geniş bir uygulama yelpazesi bulunan  oldukça potansiyel adaylar olan bu 2B Janus magnetik malzemeler, güçlü spin-yörünge eşleşmesi, büyük bant aralıkları ve ayarlanabilir magnetik özelliklerin benzersiz kombinasyonu, gelişmiş performansa sahip yeni işlevler ve cihazlar tasarlamak için yeni fırsatlar sunmaktadır. Bu tez çalışmasında, YFT simülasyonlarını kullanarak VSBr, VSI ve VSeI tek katmanlı malzemelerin; elektronik, magnetik  ve yapısal özelliklerini araştırmaya odaklanıyoruz. Katkılama ve dış stresin bu malzemeler üzerindeki etkilerini inceleyerek, yeni nesil elektronik ve spintronik cihazların tasarımında pratik olarak kullanılabilmelerini sağlamak amacıyla davranışları hakkındaki bilgilerimizi derinleştirmeyi amaçlıyoruz.

Abstract:
In recent years, the exploration of two-dimensional (2D) materials has led to important discoveries in the field of condensed matter physics and materials science. Among these materials, heavy 2D magnets, which emerged in 2021, have emerged as promising candidates for various technological applications due to their unique electronic and magnetic properties. Understanding the impact of external factors, such as charge doping and hard effect, on the behavior of these materials is crucial to study their performance and unlock their potential.
This thesis focuses on investigating charge doping, strain effects and Curie temperatures in heavy 2D magnets based on Density Functional Theory (DFT), which is widely used in the study of materials at the atomic level. By exploiting the principles of quantum mechanics, DFT allows accurate predictions to be made about the electronic structure, magnetic, optical, and many other properties of materials, and provides insights into their behavior under different conditions.
The unique combination of strong spin-orbit coupling, large band gaps and tunable magnetic properties in these 2D Janus magnetic materials, which are highly potential candidates for a wide range of applications in nanoelectronics, spintronics and quantum technologies, offers new opportunities to design novel functionalities and devices with enhanced performance. In this thesis, we focus on investigating the electronic, magnetic and structural properties of VSBr, VSI and VSeI monolayer materials using DFT simulations. By finding the effects of doping and external stress on these materials, we aim to deepen our knowledge of their behavior to enable their practical use in the design of next generation electronic and spintronic devices.