İki boyutlu sistemlerde kusurlar
Defects in two dimensional systems
Yazar: ZEYNEP ŞAHAN
Danışman: PROF. DR. SAVAŞ BERBER
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu tezde Grafen ve üçlü kalkojen bileşiklerde kusurların fiziksel özellikleri DFT ile incelendi. 
Grafen şeritlerde, ikili (DV) ve tek boşluk (MV) atom kusuru gele alınmıştır. Kusurların yeniden yapılanması sırasında oluşan yeni bağ, şerit ekseni ile daha büyük açı yaptığında kusur daha kararlıdır. Kusur kenarlardan birine yaklaştığında, gerilmesi gereken grafit alanı daha küçük olduğundan toplam enerji azalır. Termodinamik dengede, kusurların şerit kenarlarına yakın olacağı ve kusurların kenara göç yoluyla yok edilmesinin mümkün olduğu bulunmuştur. 
Kusur durumları Fermi seviyesinin yakınında oluşur. Kusur seviyeleri ile diğer elektron durumları arasındaki hibritleşme, kusurun oryantasyonuna ve kenardan uzaklığına bağlıdır. Kusur, özellikle akiral şeritlerde manyetik yapıyı önemli ölçüde etkiler. Kusursuz şerit, manyetik özelliğe sahip olmasa bile net spin polarizasyon oluşur. Şeritlerin yasak enerji aralığı, atomik yapı ve manyetik düzenin değiştirilmesi ile ayarlanabilir.
TlGaSe2, TlGaS2 ve TlInS2 katmanlı üçlü bileşiklerin tek tabakalarının yapısal ve elektronik özellikleri incelenerek kararlı oldukları sonucuna varılmıştır. Kusurların fiziksel özelliklere etkisini incelerken TlGaS2 üzerinde durulmuştur. En zayıf Tl atomları bağlandığından Tl boşluk kusuru ele alınarak taban durumunun -e yüklü olduğu bulunmuştur. Bu kusurların göç etmesi çok düşük enerji bariyerleri gösterdiğinden Tl boşlukları hareketlidir.
TlGaS2 tek tabakasından nano-şeritler kesildi. Kenardaki Tl çizgileri, şeridin kimyasal kararlılığı için elzemdir. Bu nano-şeritlerin elektronik yapıları iki kenar durumu içerir: Bunlardan birisi eksene paralel Tl çizgileri üzerinde, diğeri de eksene dik Tl çizgilerinin uçlarındadır. Kenar durumlarının spin polarizasyonu sayesinde yarı iletken şeritlerin kenarında spin akımları oluşturulabilir.

Anahtar Kelimeler: Grafen, Üçlü Kalkojen Bileşikler, DFT, İki Atom Boşluk Kusuru (DV), Tek Atom Kusuru (MV), Nano-Şerit, Kenar Durumları.

Abstract:
In this thesis, the physical properties of defects in graphene and ternary chalcogen compounds were examined by DFT.
In graphene ribbons, divacancy (DV) and monovacancy (MV) were discussed. The defect is more stable when the new bond formed during the reconstruction makes a larger angle with the ribbon axis. As the defect approaches one of the edges, the total energy is reduced as the area of graphite to be stretched is smaller. In the thermodynamic equilibrium, it was found that defects should be close to the edges of the ribbon and that defects could be eliminated by migration to the edge.
Defect states occur near the Fermi level. Hybridization between defect states and other electron states depends on the orientation of the defect and the distance from the edge. Defect, especially in achiral ribbons, significantly affects the magnetic structure. Even if the flawless ribbon does not have magnetic properties, the net spin polarization occurs. The forbidden energy range of the ribbons can be adjusted by changing the atomic structure and magnetic order.
Structural and electronic properties of monolayers of TlGaSe2, TlGaS2 and TlInS2, layered triple compounds, were investigated and they were determined to be stable. TlGaS2 was examined as a representative system for the defects in ternary chalcogenide compounds. Since the bonding of Tl are weak, Tl gap defect has been investigated. The ground state was found to be -e charged. Since the migration of these defects shows very low energy barriers, Tl gaps are mobile.
Nano-ribbons from a TlGaS2 monolayer were cut. Tl lines on the edge are essential for the chemical stability of the ribbon. The electronic structures of these nano-ribbons include two edge states; One of them is at the ends of Tl lines paralel to the axis and the other is perpendicular to the axis. Spin currents can be formed at the edge of semiconductor ribbons due to the spin polarization of the edge states.

Key Words: Grafen, Ternary Chalcogen Compounds, DFT, Divacancy (DV), Monovacancy (MV), Nano-Ribbon, Edge State.