Katılarda enerji-bant yapılarının hesaplanması /
Yazar: ABDULLAH ALĞIN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. ÖMER ÖZBAŞ
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Katıhal Fiziği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 1997
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Katılar = Solids

Özet:
ÖZET Katılardaki elektron halleri, serbest atom elektron halleriyle önemli bir benzerliğe sahiptir. Çünkü komşu atomların elektronları arasındaki etkileşmeler, bireysel atomların elektronik seviyelerinin temel yapısını tamamıyla bozamayabilirler. Diğer yandan, atomlar arasındaki etkileşmeler serbest atomların seviyelerinde ciddi bir pertürbasyona neden olacak derecede güçlüdür. En önemlisi, yaklaşık sürekli enerji bantlarına serbest atomların valans enerji seviyelerinin yarılmasıdır. Bu yarılma, metaller ve diğer katılarda her gün karşılaşılan elektriksel, optiksel, manyetik özelliklerin bir çoğunun orijinidir. Bu çalışmada; ilk olarak örgü iyonları alanında hareket eden elektron davranışı ele alınmıştır. Özellikle, bireysel atomlardaki elektronların işgal ettiği elektronik enerji düzeylerinden hareketle bu atomların biraraya gelerek katıyı teşkil ettiklerinde oluşan enerji-bant kavramının temelleri incelenmiştir. Buradan katılan; iletken, yalıtkan ve yarıiletken olarak üç ayrı temel sınıfa ayırmak mümkün olmuştur. Yine, elektronik yapıyı teşkil eden elektronların dalga fonksiyonları üzerinde de durulmuştur. Daha sonra, enerji-bant yapılarını tayin etmek için ortaya atılmış kuantum mekaniksel yöntemler incelenmiştir, özellikle günlük hayatta çok kullanılan metaller ele alınmış, bant yapılarının tayininde burada incelenen yöntemlerin geçerlilikleri üzerinde durulmuştur. Bu hesaplama yöntemlerinin hangi malzemelere, ne şekilde uygulanabileceği tartışılmıştır.

Abstract:
SUMMARY The states of electrons in solids have an important similarity to the states of electrons of the free atoms, because the interactions between electrons on the adjacent atoms can never completely destroy the basic structure of the electronic levels of the individual atoms. On the other hand, the interactions between atoms are strong enough to cause serious perturbation of the levels of the free atoms. The most important is the splitting of the valence energy levels of the free atoms into nearly continuous energy bands. This splitting is the origin of a host of electrical, optical and magnetic properties associated with one's everyday experience with metals and other solids. In this thesis firstly, the behaviour of moved electron in the field of lattice ions is presented. Specifically, from the electronic energy levels occupied by the electrons in the individual atoms when these atoms comes together in order to produce solid, the principles of energy-band concept are reviewed. Then the solids have been seperated three basic groups as metals, insulators and semiconductors. The wavefunctions of electrons are also introduced as they forms the solid. Secondly, the quantum mechanical methods are reviewed to fix the band structure. Specifically the metals are examined as they often use in daily life and in the determination of band structures, the validity of given methods are presented. Finally, these calculation methods are discussed to which materials can be applied and how to make of their applications.