Yarı iletken CdX (X =S, Se, Te, O) B bileşiklerinin yüksek basınç altında yapısal ve elektronik özelliklerinin incelenmesi
The investigation of structural and electronic properties of semiconductor CdX (X =S, Se, Te, O) B compounds under high pressure
Yazar: ÇAĞATAY YAMÇIÇIER
Danışman: PROF. DR. ZİYA MERDAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada, CdX (X = S, Se, Te, O) bileşiklerinin kristal yapısı yüksek hidrostatik basınç altında genelleştirilmiş grandyant yaklaşımı (GGY) ile yoğunluk fonksiyonel teori (YFT) kullanarak çalışıldı. CdX bileşiklerinin yapısal faz geçişleri, basınç hacim ilişkileri ve elektronik yapıları ab initio program SIESTA kullanarak araştırıldı. Normal koşullarda CdX hegzagonal wurtzite tipi yapıda kristalleşir. GGY yöntemi kullanarak, CdS, CdTe ve CdO bileşikleri 10 GPa' da ve CdSe bileşiği 5 GPa'da uzay grubu P63mc olan hegzagonal wurtzite tipi yapıdan uzay grubu Fm3 ̅m olan kübik NaCl tipi yapıya faz geçişi meydana geldi. CdS ve CdSe için sırasıyla 165 GPa ve 130 GPa 'da NaCl tipi yapıdan uzay grubu Pmmn olan ortorombik yapıya faz geçişi elde edildi. CdTe için 140 GPa' da diğer bir faz geçişi NaCl tipi yapıdan uzay grubu Cmmm olan ortorombik yapı elde edildi ve CdO için 90 GPa' da NaCl tipi yapıdan uzay grubu Pm3 ̅m olan kübik CsCl tipi yapıya faz geçişi elde edildi. Bu faz geçişleri toplam enerji ve entalpi hesaplamaları kullanarak elde edildi. Ayrıca, wurtzite tipi CdX bileşiklerinin bant aralığı sırasıyla 2,28 eV, 1,74 eV, 2,10 eV ve 0,19 eV olarak bulundu. CdS ve CdSe'nin NaCl yapısı için sırasıyla 1,23 eV, 0,32 eV bulundu.  Elde edilen sonuçlar mevcut deneysel ve teorik verilerle karşılaştırıldı.

Abstract:
In this study, the crystal structure of the CdX (X = S, Se, Te, O) compounds are studied under high hydrostatic pressure using density functional theory with the generalized gradient approximation (GGY). Structural phase transitions, pressure – volume relationships and electronic structure in CdX compounds are investigated by using ab initio program SIESTA. CdX crystallizes in the hexagonal wurtzite type structure in ambient conditions. By using the GGY method, CdS, CdTe, CdO compounds undergo a phase transition from the hexagonal wurtzite type structure with space group P63mc to cubic NaCl type structure with space group Fm3 ̅m at 10 GPa and CdSe compound  at 5 GPa. For CdS and CdSe, another phase transition is obtained from NaCl type structure to orthorhombic structure with space group Pmmn at 165 GPa and 130 GPa, respectively. For CdTe, another phase transition is obtained from NaCl type structure to orthorhombic structure with space group Cmmm at 140 GPa and for CdO, another phase transition is obtained from NaCl type structure to CsCl type structure with space group Pm3 ̅m at 90 GPa. These phase transitions are obtained using the total energy and enthalpy calculations. In addition, wurtzite type CdX (X = S, Se, Te, O) compounds band gap were found to be 2,28 eV, 1,74 eV, 2,10 eV and 0,19 eV, respectively. CdS and CdSe band gaps were found  for NaCl structure as 1 ,23 eV, 0,32 eV, respectively. The obtained results are compared with the available experimental and theoretical data