Sunum Özetleri - Department of Physics

18. Yoğun Madde Fiziği – Ankara Toplantısı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 25 Kasım 2011Yüksek-sıcaklık süperiletkenlerinde ve Hubbard modelinded(x 2 –y 2 ) simetrili süperiletkenlikNejat Bulutİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Urla, 35430 İzmirÇ011987 yılındaki keşiflerinden buyana yüksek-sıcaklık süperiletkenlerinin elektronik yapısınıinceleyen birçok deneysel çalışma yapılmıştır. Bu deneyler göstermiştir ki yüksek-sıcaklıksüperiletkenlerinde Cooper çiftlerinin dalgafonksiyonu d(x 2 –y 2 ) simetrisine sahiptir. Bu sonuçise yüksek-sıcaklık süperiletkenliğinin mekanizmasını anlamak için önemli ipuçları verir,çünkü d(x 2 –y 2 ) simetrili süperiletkenliğe sebep olabilecek sadece birkaç çeşit mikroskopikmekanizma bulunmaktadır. Bunların arasında en olası olanı ise fermiyonlar arasında spindalgalanmalarının değiş–tokuşundan kaynaklanır. Günümüzde yüksek-sıcaklık superiletkenliğinianlamak için gerekli olan en yalın mikroskopik modelin iki-boyutlu Hubbardmodeli olduğu varsayılmaktadır. Maalesef, bu modelin yakınlaştırma yapmaksızın tamçözümüne ulaşmak henüz mümkün değil. Fakat iki tane Hubbard zincirinin birleştirilmesiyleoluşan Hubbard merdiveni için sayısal yoğunluk-matrisi renormalizasyon grubu ve kuantumMonte Carlo yöntemlerini kullanarak tam çözüme ulaşmak mümkün. Uygun modelparametreleri seçildiği zaman Hubbard merdivenin de fermiyonlar arasında kuvvetli d(x 2 –y 2 )simetrili süperiletkenlik bağlantıları gözlenmiştir. Burada çok-tanecik fiziğinin sayısalyöntemlerini kullanarak Hubbard merdivenindeki d(x 2 –y 2 ) simetrili süperiletkenlik hakkındaneler öğrendiğimizi ve bunların bakır-oksit tabanlı materyallerde gözlenen yüksek-sıcaklıksüperiletkenliği için ne anlama geldiğini konuşacağım. Özellikle d(x 2 –y 2 ) simetrilisüperiletkenliğin gücünün nasıl belirlendiğini inceleyeceğiz. Göreceğimiz sayısal sonuçlard(x 2 –y 2 ) simetrili süperiletkenliğin oluşumunda spin dalgalanmalarının öneminivurgulamaktadır.1

18. Yoğun Madde Fiziği – Ankara Toplantısı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 25 Kasım 2011Ç02Grafen: Karbon tülünün sihiriİsmet İ. KayaSabancı Üniversitesi, Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi, İstanbulGrafen üzerine yapılan bilimsel ve teknolojik araştırmalar son yıllarda hızla artmaktadır.Temel ve uygulamalı yoğun madde fiziğinin gözbebeği haline gelen bu malzemeye bu denliilgi duyulmasının en önemli nedeni ise gelecekte önemli uygulama alanları bulabileceğinedair yaygın bir kanaat oluşmasıdır. Bu yılki Nobel ödülü de bu malzeme üzerinde eldeettikleri ilginç deneysel sonuçlarla 2004 yılında grafen çığırını başlatan Geim ve Novoselov‟averilmiştir. Bu konuşmamda grafenin sıradışı özellikleri ve bu özelliklerin ne tür potansiyeluygulamalarda işe yarayabileceğinden bahsedeceğim. Grafenin uygulama alanı bulabilmesiiçin ucuz, çok miktarda ve üstün nitelikli üretebileceği tekniklerin geliştirilmesigerekmektedir. Grafitten ayrıştırmayla, epitaksiyel olarak ve kimyasal buhar çöktürmesiylegrafen üretim tekniklerindeki gelişmeleri ve ve bu alanlarda yapmakta olduğumuzaraştırmaları özetleyeceğim. Konuşmanın son kısmında grafende kuantum Hall etkisi,uygulamaları ve bu etkinin yüksek akımlarda çökmesi konusunda aldığımız verilerianlatacağım.2

18. Yoğun Madde Fiziği – Ankara Toplantısı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 25 Kasım 2011Yüksek çözünürlüklü mikroskopi ve spektroskopi yöntemlerininbiyolojik örnek analizinde uygulamalarıAlpan BekOrta Doğu Teknik Üniversitesi - Fizik Bölümü, 06800 AnkaraÇ03Son 15 – 20 yıldır bilimcilerin yüksek çözünürlüklü veri toplamadaki yeterlikleri teknik gelişimeparalel olarak büyük ölçüde artış göstermiştir. 20. yüzyılın sonlarında atom-altı konumsal veattosaniye zamansal çözünürlük hayatımıza girmiş bulunuyor. Fizikte ve kimyada olduğu gibigünümüzde biyolojide de, belki daha fizik ve kimyadan da büyük ölçüde, önceleri mümkün olmayandetayda gittikçe küçülen ölçütlerde veri toplama yeteneğinden faydalanılmaktadır.Örneğin katlanmış bir proteinin üstyapısından bu proteininfibril çökeltilerinin (Şekil 1) üstyapısına uzanan bilgi birikimibilimcilerin moleküler yapı düzeyinden başlayarak hücredüzeyine kadar uzanan akıllı ilaç dağıtım tasarımlarıyapmalarına yardım etmektedir [1].Hücrelerin mikroskopik düzeyde moleküler ve fonksiyonelharitalarının çıkarılması [2] artık günümüzde bilim kurgudeğil bir laboratuvar rutini haline gelmektedir (Şekil 2).Şekil 1: Prion protein oligomer vefibrillerinin atomik kuvvetmikroskopu görüntüleriBu konuşmada biyolojik sistemlerin yüksekçözünürlükte mikroskopik ve spektroskopikgörüntülenmelerinden birkaç örnek sunulacaktırve büyük hacimli deneylere yüksek çözünürlüklü,küçük hacimli verinin nasıl tamamlayıcıdestek oluşturduğu gösterilecektir.Şekil 2: Nöronların çeşitli bantlardamikroskopik kızılötesi emilim haritalarıKaynakça1. M. Polano, A. Bek, F. Benetti, M. Lazzarino, G. Legname, “Structural Insights Into Alternate AggregatedPrion Protein Forms”, Journal of Molecular Biology 393, 1033–1042 (2009).2. A. Didonna, L. Vaccari, A. Bek, G. Legname, "Infrared Microspectroscopy: a multiple-screening platformfor investigating single-cell biochemical perturbations upon prion infection", ACS Chemical Neuroscience,2 (3), 160–174 (2011).3

18. Yoğun Madde Fiziği – Ankara Toplantısı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 25 Kasım 2011Ç04Kuantum nokta ve kuantum sınırlı safsızlık atomlarının terahertz uygulamalarıBülent AslanAnadolu Üniversitesi Fizik Bölümü, Yunusemre Kampüsü, 26470 EskişehirTerahertz (THz) frekans bölgesi, son yıllarda hızla artan sayıdaki çalışmalara rağmenelektromanyetik tayfın en az gelişmiş bölgesidir. Sahip olduğu büyük potansiyelinkullanılabilmesi için, THz bölgede çalışan ışık kaynaklarına ve algılayıcılarına ihtiyaç vardır.Bu amaç doğrultusunda yürütülen çalışmalarda, kuantum kuyu ve kuantum nokta yarıiletkennano-yapılar önemli yer tutmaktadır. Bunun sebebi, temel olarak yarıiletken nano-yapılarınözelliklerinin, katman yapılarının, katkı türü ve miktarlarının farklı şekillerde tasarlanarakistenilen bölge için ayarlanabilmesidir. Kuantum kuyu yapılarının büyütülmesindeki tecrübeve rahatlık, kuantum noktaların atom benzeri enerji seviyelerinin sağladığı avantajlarlabirleştirilebilir. Bu amaçla, kuantum kuyu içine katkılanmış az miktardaki safsızlıkatomlarının bağlanma enerjileri THz uygulamalarda kullanılabilir. Kuantum kuyu içindeki bubağlanma enerjilerinin birkaç meV mertebesinden 80–90 meV mertebesine kadardeğiştirilebilmesiyle dipol izinli (1s – 2p) geçişlerini aktif mekanizma olarak kullanan aygıtlarüretilebilir.Bu konuşma, THz üretimi–algılaması için kuantum nokta içeren yeni yapılara ve benzeriyaklaşımlara odaklanacaktır. Eşik akım yoğunluğunun düşük olması, yüksek sıcaklıktaçalışabilirliği, yüksek diferansiyel kazanç mekanizması ve dalgaboyu ayarlanabilirliği gibipotansiyel avantajlarının olması, kuantum nokta yapıları THz bölge uygulamalarındakullanılmak üzere umut veren bir aday yapmaktadır. GaAs içinde kendiliğinden oluşan InAskuantum nokta yapılar üzerinden tınlaşım tünelleme olayının gözlenmesi, kuantumnoktayapıların THz uygulamalarda kullanılmasının ilk adımı olarak tartışılacaktır. InAs/GaAskuantum noktaların enerji seviyelerin, büyütme sonrası gerçekleştirilen ısıl işlem sonucundaayarlanabileceği bir dedektör yapısında gösterilmiştir.Benzer şekilde, çift engelli bir kuantum kuyu tınlaşım tünelleme diyot yapısı, THzbölgedeışıma yapan yayıcılar için ön aşama olarak sunulacaktır. Bu yapıda, safsızlık atomlarıüzerinden tünelleme akımının gözlenmesi sonraki aşamalar için kritik önemtaşımaktadır.Verici destekli tünelleme işleminde, dışarıdan uygulanan voltajın etkisiylekuantum kuyu içindeki 2p-benzeri verici seviyesine geçen elektronlar, 1s-benzeri tabandurumuna geçiş yaparak foton yayarlar. THz bölgedeki fotonların algılanması çalışmalarındaise (1s→ 2p) geçişlerini kullanan yanal taşıyıcı iletimine dayalı çoklu kuantum kuyu yapılarkullanılır. Son olarak, verici katkı atomlarıyla katkılanmış GaAs/AlGaAs kuantum kuyularınTHz bölgedeki lineer olmayan (nonlinear) optik özelliklerinin incelendiği hesaplamalartartışılacaktır. Yapılan hesaplamalar, kuyu genişliği ve/veya Al konsantrasyonu arttıkça lineerolmayan optik alınganlığın azaldığını göstermektedir. Benzer şekilde, kuyu içindeki katkımerkezinin pozisyonu kuyu kenarlarına kaydırıldıkça lineer olmayan optik alınganlıkazalmaktadır. Ek olarak, büyütme doğrultusunda uygulanan manyetik alanın 2p±enerjilerindeki çakışıklılığı kaldırdığı ve böylece büyük ve ayarlanabilir lineer olmayan değerkatsayısı (nonlinear figure of merit) elde edilebileceği gösterilmiştir.4

18. Yoğun Madde Fiziği – Ankara Toplantısı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 25 Kasım 2011S01Kuantum Hall tabanlı Aharonov–Bohm spektroskopisi: Kuram ve deneyA. Sıddıkiİstanbul Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, Vezneciler, 34134 İstanbulAharonov–Bohm spektroskopisi sanki-parçacıkların kuantum istatiksel özelliklerinintamsayılı ve kesirli kuantize Hall rejimlerinde incelenmesinde önemli bir araçtır. Konuylailgili araştırmalar özellikle Abelyen olmayan (non-Abelian) durumların topolojikkuantumbilgi işlenmesine yol açacağı öngörüsü üzerinde yoğunlaşmaktadır.Ancak,etkileşimlerin bu kuantum durumlarını kuantize Hall şartları altında nasıl etkilediği hal-ihazırda araştırılmaktadır. Bu konuşmada faz bağımlı manyeto-transport deneyleri ile birlikteelektron–elektron etkileşimlerini de hesaba katan öz-uyumlu çözüm yöntemleri kısacaanlatılacaktır. Odak nokta, doğrusal olmayan fakat eş evreli (coherent) olan kenar durumtaşınımı olacaktır. Bu rejim mevcut araştırma etkinliklerinin epeyce ötesindedir. Deneyler,GaAs heteroyapıda oluşturulan iki boyutlu elektron gölcüğünde (noktasında) tanımlıAharonov–Bohm interferometrelerinde gerçekleştirilmektedir. Bu aygıt aynı zamandakuantum anahtarı olarak da kullanılabilecektir. Kuantum Hall kenar durumları faz eş evresini(phase coherent) korumaktadır ve interferometrenin kolları olarak düşünülmektedir. Elektrongölcüğünün geometrisi ve kenar durumların doğası yüzey kapılarına uygulanan gerilim ilekontrol edilebilmektedir. Bu alan etkili teknik, tuzaklama potansiyelinin dikliğini kontroletmemize olanak sağlamakta ve bu sayede her bir interferometre kolununa simetrik olaraktanımlanmasına imkan vermektedir. Bu deneyleri yapmak için, yüksek manyetik alanlar (B >5 Tesla) ve düşük sıcaklıklar (T < 1.4 K) gerekmektedir. Süperiletken magnet (B ~ 20 Tesla)ve soğutucu sistem (T ~ 10 mK), İstanbul Üniversitesi Fizik bölümünde birkaç ay içerisindehizmete girecektir ve bu konuşmada ilgililerin dikkatine sunulacaktır.5

18. Yoğun Madde Fiziği – Ankara Toplantısı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 25 Kasım 2011Plazma nitrürlenmiş 316L paslanmaz çeliği ve CoCrMo alaşımı üzerindemanyetik tabaka oluşumuO. Öztürk 1 , S. Okur 1 , J. P. Riviere 2 , M. O. Liedke 31 Department of Physics, Izmir Institute of Technology, Urla 35430, Izmir, Turkey2 Institute PPRIME UPR3346 CNRS, ENSMA, Universite de Poitiers, Chasseneuil-Futuroscope Cedex, France3 Institute of Ion Beam Physics and Materials Research, Forschungszentrum, Dresden-Rossendorf, P.O. Box 510119, D-01314 Dresden, GermanyS02Östenit paslanmaz çelik (304, 310, 316) ve CoCrMo alaşım yüzeylerine 400 ºC alttaş sıcaklıkcivarında çeşitli iyon ışınımı metodlarıyla azotun girmesi sonucunda, bu alaşım yüzeylerindeyüksek azot içeren yarıkararlı bir faz, γ N , oluşmaktadır. γ N fazı, katı solusyon fazı veyagenişletilmiş östenit fazı olarakta bilinmektedir. Bu fazı içeren tabakaların ortak özellikleriyüksek sertliğe ve aşınma dayanımına ve iyileştirilmiş korozyon dayanımına sahipolmalarıdır. Bu fazın az bilinen diğer bir özelliği ise magnetic yapısı ile ilgilidir. Azotmiktarına ve kafes genişlemesine bağlı olarak, bu faz hem ferromanyatik hem deparamanyatik özelliklere sahiptir (östenit paslanmaz çelik ve CoCrMo alaşım alttaşmalzemeleri fcc kristal yapıda olup, oda sıcaklığında paramanyetik özelliktedir). Bu sunumunamacı bir FeCrNi alaşımı olan 316L paslanmaz çeliğinde ve CoCrMo alaşımında oluşangenişletilmiş östenit fazının manyetik özelliklerini incelemek olacaktır. Bu fazın her ikialaşımda oluşumu, 400 ºC alttaş sıcaklığı civarında ve gaz karışımı 60% N 2 – 40% H 2 olandüşük-basınç RF plazma nitrürleme metoduyla gerçekleştirilmiştir. γ N fazını içerentabakaların manyetik karakteri, yüzey-duyarlı bir teknik olan manyeto-optik Kerr etkisi(MOKE) cihazı ve bir taramalı uç mikroskobunun manyetik kuvvet modunda (MFM)kullanılmasıyla analiz edildi. Bu analizler sonucu gözlemlenen şerit şeklindeki domainyapıları ve histeri eğrileri, bu genişletilmiş fazların, γ N -(Fe,Cr,Ni) ve γ N -(Co,Cr,Mo),ferromanyetik doğaya sahip olduklarının güçlü birer kanıtı olarak gösterilebilir. Buradagözlemlenen ferromagnetic yapı ana olarak büyük kafes genişlemelerine (~10%) ve yüksekazot miktarlarına (~30 at.%) bağlanabilir. Azot atomları paslanmaz çelik ve CoCrMoalaşımlarında fcc örgüsünde octahedral boşluklara girerek, bu malzemelerin kafesleriningenişlemesine neden olmakta ve bu da fcc örgüsünde Co–Co (veya Fe–Fe) mesafeleriniartırmakta ve bu değişim manyetik etkileşimleri güçlü bir şekilde etkilemektedir. Östenitpaslanmaz çelik ve CoCrMo alaşımlarında oluşan bu genişletilmiş fazların, γ N -(Fe,Cr,Ni) andγ N -(Co,Cr,Mo) ferromanyetik özellikleri, fcc kristal yapılarına sahip demir/demir nitrür (fcc γ-Fe/fccFe 4 N) ve kobolt/kobolt nitrür (fcc γ-Co/fccCo 4 N) yapılarının, manyetik özelliklerininhacme bağlı olmasıyla ilişiklendirilmektedir.6

18. Yoğun Madde Fiziği – Ankara Toplantısı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 25 Kasım 2011Epitaksiyel Ni–Mn–Sn ultra ince filmlerin yapısal, elektriksel, ve manyetiközelliklerinin incelenmesiE. Yüzüak 1 , I. Dinçer 1 , Y. Elerman 1 , A. Auge 2 , M. Meinert 2 , ve A. Hütten 21 Ankara Üniversitesi, Mühendislik Fak., Fizik Müh. Beşevler, 06100 Ankara2Bielefeld Üniversitesi, Thin Films and Physics of Nanostructures, Fizik Bölümü,Bielefeld, AlmanyaS03Heusler alaşımları, çok zengin yapısal, elektriksel ve manyetik davranışlar göstermektedirler. Buözelliklerinde en önemlisi, bu tip alaşımlar yarı-metalik davranış göstermeleridir. Özelikle günümüzünileri teknoloji ürünü olan spin elektroniği (spintronik) uygulamaları açısından ideal malzemelerolmaktadırlar ve son zamanlarda birçok bilim adamı tarafından incelenilmektedirler. Spin elektroniği,Spintronik, manyetizma ve elektroniğin en yeni ve hızlı bir şekilde gelişen dalıdır [1]. Spintronik,özellikle katıhal fiziği ile ilgili çalışan bilim adamları için yeni bir araştırma sahası olup, birçokdisiplinden ilgi çeken bir çalışma alanıdır. Şu anda kullanılan elektronik cihazlar, elektronun yükününserbestlik derecesine göre çalışmakta ve elektronun spinin serbestlik derecesini yok saymaktadır.Spintronik ise elektronun spininide elektronik cihazlara eklemektedir. Böylece, elektronun spinininserbestlik derecesinin geleneksel elektronik cihazlara eklenmesi, bu cihazların veri işleme hızınıartmasına, elektriksel güç kullanımını azaltmasına ve sürekli bellek kullanabilmesine olanaksağlayacaktır [2].Ni 50 Mn 35 Sn 15 Heusler alaşımının yapısal faz geçişinin ferromanyetik bölgede olması ve manyetikalana bağlı olarak çok büyük zor (strain) gösterdiği için bu alaşımların ince filmleri üretilmiştir [3]. Bukapsamda, Ni (99.998), Mn (99.99), Sn (99.9999) saf elementlerden yapılmış hedefler kullanılarak0.60.6 cm 2 büyüklüğünde MgO(100) tek kristal alt taş üzerine Ni 50 Mn 35 Sn 15 alaşımlarının incefilmleri, manyetik alanda sıçratma sistemi kullanılarak elde edilmiştir. Manyetik alanda sıçratmasisteminin temel basıncı, 210 –9 mbar ve sıçratma işlemi azot gaz basıncı ise, 210 –3 mbar‟dır. Eldeedilen manyetik ince filmlerin yapısal, kalınlık ve kompozisyon karakterizasyonu, XRD, XRR ve XRFteknikleriyle gerçekleştirildi. Elde edilen manyetik ince filmlerin elektriksel özellikleri, BielefeldÜniversitesindeki ev yapımı direnç ölçüm sisteminde incelendi. İnce filmlerin manyetik özellikleri,manyetik alan altında ısıtma (FH) ve manyetik alan altında soğutma (FC) kiplerinde, 10–330 Ksıcaklık aralığında, 150 Oe‟lık manyetik alan altında SQUID ile belirlendi [3].Ölçümler sonucunda, manyetik alanda sıçratma sistemiyle 10 nm, 20 nm, 35 nm, 50 nm ve 100 nmkalınlığında, Ni 51.6 Mn 34.9 Sn 13.5 kompozisyonunda ultra ince filmler MgO (100) tek kristal alttaş üzerineepitaksiyel üretilmiştir. Oda sıcaklığı yakınlarında yapılan XRD ölçümleri ile 10 nm ve 20 nmkalınlığındaki ince filmlerin daha yüksek oranda Austenit (L2 1 ) fazda olduğu bulunurken, 35 nm, 50nm ve 100 nm kalınlığındaki ince filmlerin daha yüksek oranda Martensitik (7O) fazda olduğubulunmuştur. Manyetik ve elektriksel ölçümler sonucunda, manyetik ince filmlerin kalınlığı artıkça,yapısal faz geçişini düşük sıcaklıktan yüksek sıcaklığa doğru değiştiği gözlemlenmiştir. Ayrıca 10 ve20 nm kalınlığında üretilen ince filmlerde dünyada ilk defa yapısal faz geçişi ve buna bağlı olarak taşekil hafıza etkisi gözlemlenmiştir [3].Teşekkür: Bu çalışma, Tübitak (Proje Numarası: 109T582) tarafından desteklenmektedir.Referanslar:[1] I. Zutic et al., Rev. Mod. Phys. 76, 323(2004).[2] B. Balke et al., Phys. Rev. B 74, 104405 (2006).[3] A.Auge et al.,Phys. Rev. Lett.‟egönderildi.7

18. Yoğun Madde Fiziği – Ankara Toplantısı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 25 Kasım 2011Nanogözenekli TiO 2 seramik su filtrelerinin hazırlanmasıM. Burak Kaynar 1 , İsmat Shah 2 , Şadan Özcan 1 , Tezer Fırat 11 SNTG Lab. Fizik Mühendisliği Bölümü Hacettepe Üniversitesi Beytepe Ankara, Türkiye2 Materials Science and Engineering University of Delaware Newark, DES04Bu çalışmada kendi kendini temizleyebilen ve bakteri boyutuna kadar organik ve inorganikkontaminantların sudan filtrelenmesinde kullanılacak ucuz ve güvenli filtreler hazırlanmasıamaçlanmıştır. Amaç doğrultusunda 50 nm ortalama gözenek büyüklüğüne sahip TiO 2 sufiltreleri ticari TiO 2 nanoparcacıklar (Degussa TiO 2 P25) ve polyvinylpyrrolidone (PVP 10)kullanılarak yakma–sinterleme yöntemiyle çözücü kullanmaksızın hazırlandı. Hazırlananfiltrelerin yapısal analizi x-ışını toz difraksiyonu (XRD) ve taramalı elektron mikroskopu(TEM) kullanılarak yapıldı. Filtrelerin %79 rutil %21 anataz fazından oluştuğu ve ortalamagözenek büyüklüğünün 50 nm olduğu belirlendi. Filtreler su-demiroksit nanoparcacık (30 nm)karışımı kullanılarak testedildi. Hazırlanan 50 nm ortalama gözenek büyüklüklü filtrelerin 30nm ortalama tanecik büyüklüğüne sahip nanoparçacıları dahi %90 filtrelediği x-ışınıfotoelektron spektroskopisi kullanılarak belirlendi.8

18. Yoğun Madde Fiziği – Ankara Toplantısı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 25 Kasım 2011TiO 2 (110) yüzeyinde güneş pili uygulamaları için oluşturulmuş kusurdurumlarının analiziV. Çelik 1 , H. Ünal 1 , E. Mete 1 , ve Ş. Ellialtıoğlu 21 Fizik Bölümü, Balıkesir Üniversitesi, 10145 Balıkesir2 Fizik Bölümü, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 06800 AnkaraS05Güneş enerjisinin doğrudan kullanımı, elektron–deşik çifti üretmek için soğurulan fotonlarınkullanıldığı fotovoltaikler ve boya duygunlaştırıcılı güneş hücreleri (DSSC) sayesindemümkün olmaktadır. Kristal yüzey ve nanotüp, nanotel gibi formlarıyla titanyum dioksit(TiO 2 ), DSSC uygulamalarında kullanılmak üzere tercih edilen yarıiletkendir. Saf TiO 2 ‟insoğurma frekansı (rutile fazı için ~414 nm ve anataz fazı için ~387 nm) güneş tayfınınmorötesi bölgesindedir. Çeşitli katyonik veya anyonik safsızlıklarla TiO 2 ‟nin elektronik bandaralığı değiştirlebilmekte ve fotokatalitik aktivitesi güçlendirilebilmektedir. Yüzeysafsızlıklarının incelenmesinde platin kümeleri önemli bir prototiptir. Pt n (n=1–4) kümelerininadsorpsiyon profilleri ve elektronik yapıları sistematik olarak stokiyometrik, indirgenmiş verekonstruktif rutil (110) yüzeylerinde, Hubbard U tipi mahallinde (on-site) Coulombetkileşimi ile düzeltilmiş hibrid yoğunluk fonksiyoneli kuramı (DFT) çerçevesinde hesaplandı[Phys. Rev. B 82, 205113 (2010)]. Özellikle indirgenmiş yüzeylerde standart DFT, Ti 3delektronlarına ait kuvvetli korelasyon enerjisinin yerel yoğunluk yaklaşımdan (LDA) dolayıolması gerekenden küçük tahmin etmektedir. Deneyler, bu gibi, stokiyometrik olmayan rutil(110) yüzeylerine ait iletim bandının ~0.9 eV altında yer alan kusur durumlarının varlığınıortaya koymaktadır. Bu kusur durumlarının, Ti 3d elektronları arasına ampirik olarak eklenenHubbard U tipi mahallinde (on-site) Coulomb itmesiyle deneysel gözlemlerle paralel biçimdetüretilebileceği gösterildi. Platin kümeleri için rekonstruktif yüzey çalışmasında deneysel veteorik olarak en çok kabul gören Onishi ve Iwasawa [Surf. Sci. Lett. 313, 783 (1994)] modelikullanıldı. Son zamanlarda deneysel olarak desteklenen Park [Phys. Rev. B 75, 245415(2007)] modeli termodinamik stabilite bakımından Onishi modeliyle, DFT+U çerçevesindekarşılaştırıldı [Phys. Rev. B 84, 115407 (2011)]. Onishi–Iwasawa modelinin yüzey enerjisinindaha düşük olduğu gösterildi. Standart DFT rekonstrüktif yüzeydeki oksijen eksikliğindenkaynaklanan fazla yükün oksijen boşluğu etrafında toplandığını öngörmektedir. Oysadeneysel sonuçlar bu fazla yükün yüzey altı Ti katyonu etrafında yoğunlaştığını rapor etmekteve bu veri, DFT+U hesaplarımızla örtüşmektedir.Teşekkür: Bu çalışma TÜBİTAK tarafindan desteklenmektedir (110T394).9

18. Yoğun Madde Fiziği – Ankara Toplantısı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 25 Kasım 2011Oda sıcaklığında AgTaO 3 kristalinin elektronik ve dinamik özelliklerininincelenmesi: Ab initio hesabıŞevket Şimşek ve Süleyman ÇabukÇukurova Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, 01330 Balcalı-ADANAS06Ferroelektrik kristallerin önemli bir sınıfı ABO 3 genel formunda olan perovskitlerdir. AgTaO 3kristali perovskite kristal yapısına sahip olup, oda sıcaklıklığında rombohedral fazdadır.Sıcaklığın azalmasıyla, yapıdaki simetri bozularak sırasıyla,663K692K777KRombohedral Monoklinik Tetragonal Kübikfaz geçişlerine uğrar. AgTaO 3 , perovskite bileşikler içinde en az araştırılan malzemedir. Buçalışmadaki amaç, yerel yoğunluk yaklaşımı (LDA) altında yoğunluk fonksiyon teorisi (DFT)ve ab-initio pseudo-potansiyel yöntemini kullanarak rombohedral fazdaki AgTaO 3 kristalininelektronik ve dinamik özelliklerinin araştırılmasıdır. İlk önce, AgTaO 3 kristalinin Brillouinbölgesindeki yüksek simetri yönlerindeki band yapısı incelendi. Rombohedral fazdakiAgTaO 3 kristalinin dolaylı band aralığına sahip olduğu görüldü ve X– simetri noktasındakideğeri 1.949 eV olarak hesaplandı. Fermi seviyesi yakınlarında valans band spektrumunudaha iyi anlayabilmek için AgTaO 3 kristalinin toplam ve parçalı durum yoğunluğu (DOS)hesaplandı. Ayrıca rombohedral fazdaki AgTaO 3 kristalinin elastik sabitleri, Born efektifyükleri ve optik dielektrik sabiti hesaplandı.10

18. Yoğun Madde Fiziği – Ankara Toplantısı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 25 Kasım 2011Nanotellerle kaplanmış endüstriyel boyutlarda kristal silisyum güneş gözeleriM. Kulakci 1, 2 , F. Es 1 , B. Ozdemir 1, 3 , H. E. Unalan 1,3 , ve R. Turan 1,21 Güneş Enerjisi Araştırma ve Uygulama Merkezi (GÜNAM), Orta Doğu Teknik Üniversitesi,06800 Ankara2 Fizik Bölümü, Orta Doğu Teknik Üniversitesi , 06800 Ankara3 Metalurji ve Malzeme Mühendisliği, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 06800 AnkaraS07Son yıllarda opto-elektronik ve elektronik yeni nesil aygıt uygulamaları için, yarıiletkennanotel araştırmaları oldukça ilgi çekmektedir. Günümüz elektronik ve fotovoltaikendüstrisinin temel malzemesi olmasından dolayı silisyum nanoteller diğer yarıiletkennanotellere gore ayrı bir ilgi alanına sahiptir. Silisyum nanoteller ya kristal silisyum tabanlıgüneş gözeleri için verimli ışık tuzaklayan yüzey kaplaması olarak aktif ve pasif olarak, ya dadiğer organic ve inorganic yarı iletken malzemelerle heteroeklem yapısında aktif malzemeolarak kullanılabilmektedir. Nanotel tabanlı radyal ya da aksiyal yapıda p–n eklemleriningüneş gözesi olarak kullanılabileceği yakın zamanlarda öne sürülmüştür. Silisyumnanotellerin güvenilir ve verimli olarak fotovoltaik uygulamalarda kullanılabilmesi içingeometrisi ve katkılanabilirliğinin tekrarlanabilmesi büyük önem arzetmektedir. Ayrıcaendüstriyel boyutta uygulamalar için, nanotel üretiminin büyük ölçekli alanlardayapılabilmesi çok önemlidir. Böyle bir uygulama endüstride var olan üretim hatlarınauygunluk gerektirmesi yanında, nanotellerin üretimi için gerekecek ekstra maliyet, nanotelinsağlayacağı verimlilik artışıyla fazlasıyla karşılanabilmelidir. Üretildiği taban yongayla aynıfiziksel özelliklere sahip olmasından dolayı elektrotsuz kazıma yöntemi, diğer silisyumnanotel üretim yöntemlerine gore çok büyük avantajlar içermektedir. Bu yöntemle üretilennanotel kaplanmış yüzey alanı sadece elde var olan alttaş alnıyla limitlidir.Bu çalışmada, elektrotsuz kazıma yöntemiyle endüstriyel çoklu- ve tek-kristal silisyumyongalar (15.615.6 cm 2 ) üzerinde, GÜNAM labaratuvarında silisyum nanoteller üretilmiştir.Oda sıcaklığında farklı uzunlukta nanotellerle kaplanmış silisyum yongalardan büyük ölçekli,endüstriyel üretim hattında güneş gözeleri üretilmiş ve test edilmiştir. Üretilen güneş gözeleri,şu anda bilindiği kadarıyla nanotel tabanlı olan dünyada üretilen en büyük güneş gözeleridir.Reflektivite ölçümleri göstermiştir ki nanoteller oldukça verimli bir şekilde anti-reflektifyüzeyler oluşturmaktadır. Bu ışık hapsetme kabiliyetlerinin nanotel uzunluğuna bağlılığıgösterilmiştir ve de endüstriyel uygulamalar için iyi bir anti-reflektör olabileceği anlaşılmıştır.Henüz optimizasyonu yapılmamasına rağmen, nanotel kaplı güneş gözelerinin, belirli nanoteluzunluklarında standart endüstriyel gözelerle hemen hemen aynı verimliliğe sahip olduğugözlenmiştir. Standart ve nanotelli gözeler standart gözelere uygun şekilde yapıldığı için,üretim parametrelerinin bazıları nanotelli gözeler aleyhine olduğu gözlenmiştir. Bu sorunlarıngiderilmesinden sonar, nanotelle kaplı gözelerden daha yüksek verim alınabileceğigörülmüştür.11

18. Yoğun Madde Fiziği – Ankara Toplantısı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 25 Kasım 2011Dinamik metamanyetik durulmanın kritik ve üçlükritik noktalar yakınındakifrekans bağlılığıGül Gülpınar, Mehmet Ağartıoğlu, Yenal Karaaslan, ve Erol VatanseverFizik Bölümü, Dokuz Eylül Üniversitesi, 35180 İzmirS08Yüksek alan ve düşük sıcaklık değerleri için birinci dereceden, düşük alan ve yüksek sıcaklıkdeğerleri için ise ikinci dereceden geçişler sergileyen spin-½ metamanyetik Ising modeli üçlükritik nokta ile karakterize bir faz diyagramına sahiptir. Bu çalışmada spin-½ Isingmetamıknatısına ait karmaşık veya dinamik alınganlıklar ( velineer yanıt kuramı kullanılarak elde edilmiştir.Anti-ferromanyetik fazda sekmeli alınganlık, frekansın logaritması cinsinden sunulduğundadispersiyon katsayısı iki ardışıl plato bölgesine sahipken absorbsiyon katsayısı iki maksimumsergilemektedir. Paramanyetik fazda ise dispersiyon katsayısı tek bir plato ile karakterizedir.Benzer şekilde düzensiz fazda sistemdeki ısıl kaybı ifade eden absorbsiyon katsayısı tek birminimuma sahiptir. Bu durum Cole–Cole eğrilerindeki düzenli fazdaki iki yarı çemberin veparamanyetik fazdaki tek yarı çemberin varlığı ile uyum içindedir.Teşekkür: Bu çalışma TBAG 109T721 numaralı Proje bünyesinde Türkiye Bilimsel ve Teknolojik AraştırmaKurumu (TÜBİTAK) tarafından desteklenmiştir.12

18. Yoğun Madde Fiziği – Ankara Toplantısı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 25 Kasım 2011Yüksek hassasiyetli, düşük sıcaklık atomik kuvvet mikroskobu tasarımıÖzgür Karcı 1,2 , Münir Dede 1 , ve Ahmet Oral 31 NanoManyetik Bilimsel Cihazlar Ltd., Hacettepe Teknokent, 3.ArGe, 31, Beytepe, Ankara2 Hacettepe Üniversitesi, Nanoteknoloji ve Nanotıp Bölümü, Beytepe, 06800 Ankara3 Sabancı Üniversitesi, Doğa Bilimleri ve Mühendislik Fak., Orhanlı - Tuzla, 34956 İstanbulS09Fiber interferometrik ölçüm sistemleri, düşük sıcaklık atomik kuvvet mikroskop (DS-AKM)sistemlerinde, kuvvet algılayıcısı olarak kullanılan yayların sapmalarını ölçmede yaygınolarak kullanılır. Tipik bir Michelson interferometresi şeklinde çalışan bu ölçüm sistemlerindeelde edilen ölçüm hassasiyeti ~100fm/√Hz mertebesindedir. Bir interferometre ölçüm sistemi,ucu elmas bir kesiciyle düzlenmiş bir fiber ve fibere dik olacak şekilde hizalanmış bir yaydanoluşur. 1320 nm dalga boyundaki bir lazer demeti, 22 %50‟lik bir fiber çiftleyiciye gelerekburada ikiye ayrılır: birinci kısım fiber kablo aracılığıyla taşınarak, ucu düzlenmiş fiberegelerek %2–3‟lük kismi buradan geri yansır. Kalan kısım dışarıya yayılarak, yaya çarpar veyansıyarak geri döner ve fiber kabloya girerek ilerler. Bu iki demet, fiber kablo içerisindeilerleyerek bir phodedektöre ulaşır ve burada bir girişim deseni oluşturarak bir akım oluşturur.Bu akım, i =i o [1–Vcos(4πd/λ)] şeklinde ifade edilir. Denklemdeki V parametresi „görünürlük‟,d ise fiber ile yay arasındaki mesafeyi ifade etmektedir. Bu iki parametre, bir fiberinterferometrenin hassasiyetini belirleyen iki ana unsurdur.Bu çalışmada, DS-AKM‟de kuvvet etkileşimlerinden doğan yay sapmalarını ölçmek içinMichelson türü bir interferometre geliştirdik. RF modülasyonu uyguladığımız laser demetiDS-AKM sisteminde ~25 fm/√Hz mertebesinde bir hassasiyet elde ettik. Bu hassasiyetmertebesinde elde ettiğimiz Manyetik Kuvvet Mikroskobu (MKM) görüntülerinde, 10 nmmertebesinde bir çözünürlük elde ettik. Örnek olarak yüksek yoğunluklu bilgisayar harddisklerini kullandık. Elde ettiğimiz MKM çözünürlüğünü artırmak için, DS-AKM‟ninhassasiyetini artırmak ve gürültü seviyesini düşürmek gerekmektedir. Bu amaçla iki önemlieylem önerisini ortaya koyduk: (1) düzlenmiş fiberin %2–3 seviyesinde olan yansımasınıartırmak, (2) fiber ile yay arasındaki mesafeyi azaltmak. Bu amaçla, düzlenmiş fiberidielektrik malzemelerle çok katmanlı bir şekilde kaplayarak yansımayı ~%50 seviyesineçıkardık. Fiber ile yay arasındaki mesafeyi azaltmak için, tarayıcı piezo tüpü kullancakşekilde bir kaydırak mekanizması geliştirdik. Bu şekilde fiber, z-doğrultusunda yaya göre ilerive geri yönde hareket kabiliyeti kazandı. Mevcut tasarımdaki 30–40 µm olan yay–fibermesafesi bu mekanizma ile ayarlanabilir hale getirildi ve mesafe ~2–3 µm‟a düşürüldü.Çok katmanlı dielektrik kaplama fiber–yay arasında, çoklu yansımalar oluşmasını sağlayarakbir Fabry–Perot interferometresi olarak çalışmaya başladı. Bu şekilde yaptığımız gürültüölçümlerinde oda sıcaklığında ~8 fm/√Hz mertebesinde hassasiyet ölçmüş bulunmaktayız.Shot noise adını verdiğimiz gürültü tabanımız ise ~2 fm/√Hz olarak hesaplandı. Yeni sistemile devam eden çalışmalarımızda, hassasiyeti daha da artırmayı ve 5–6 nm seviyesinde MKMçözünürlüğü elde etmeyi amaçlamaktayız.13

18. Yoğun Madde Fiziği – Ankara Toplantısı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 25 Kasım 2011W safsızllığı içeren ZnO yapılarda polarize spin akışıMusa Mutlu Can 1,2* ve Tezer Fırat 11 Fizik Mühendisliği Bölümü, Hacettepe Üniversitesi, Beytepe, 06800 Ankara2Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi, Sabancı Üniversitesi, Tuzla, 34956 İstanbulS10Yarı iletken örgü içindeki kusurlar, teknolojik uygulamalardaki faklılıkların oluşumuna nedenolmaktadır [1]. Yarı iletken örgü içerisinde kontrollü kusur oluşumunu sağlayarak; elektriksel,optik ve hatta manyetik davranışı kontrol etmek mümkündür [2]. Yapılan çalışmalarda genişband aralığına sahip oksit yarı iletkenlerin sahip olduğu noktasal örgü kusurlar nedeni ilemagnetik davranışların meydana geldiğini göstermektedir [3,4]. Günümüzde ise manyetikolmayan f veya d enerji seviyesine sahip elementlerin de yarı iletken örgüye safsızlık olarakyerleşimlerinin, magnetik davranışa neden olacağı belirlenmiştir. Yapılan çalışmada, polarizespin akışı ve ferromagnetik davranışı belirlemeye en uygun yarıiletken örneklerden biri olanW katkılı ZnO yarıiletkenler incelendi. İnce film üretimi, rf-magnetron kopartma sistemindeyapıldı. İnce film üretiminde, %1 ile %2 arasında değişen W safsızlığı sahip ev yapımı ZnOhedefler kullanıldı. Çalışmada, ZnO yapıdaki W safsızlığının miktarı belirlenerek; busafsızlıklar nedeni ile oluşan magnetik ve elektriksel değişimler irdelendi. W safsızlıklarınınyanı sıra örgü kusurlarının etkilerini belirlemek üzere de büyütme sonrası farklı ısıl işlemleruygulanan ince filmler de büyütüldü. Büyütülen ince filmlerin yapısal analizleri, x-ışını tozkırınım metresi (XRD), enerji dağıtıcı x-ışını spektrometresi (EDS) ve x-ışını foto elektronspektrometresi (XPS) ile yapıldı. Yapısal analizler , , , , O i ve O Zn gibi örgükusurlarının yanı sıra; W atomlarının da W +6 , W +5 ve W +4 iyonları halinde örgüye dâhilolduğu anlaşıldı. Büyütülen filmlerde magnetik oluşum magneto elektriksel ölçümler ileanlaşıldı. Yapılan boyuna elektriksel ölçümlerde, örgü kusurlarına bağlı 50 K ve altındakisıcaklıklarda, negatif magneto direnç (NMD) ve pozitif magneto direnç (PMD) değişimlerininher ikisinin de etkileri görüldü. Sıcaklık 5 K değerinde ulaştığında ise büyütme sonrası ısılişlemlere bağlı olarak %28.8 ile %12.7 değerine kadar çıkan PMD değişimi belirlendi.Hesaplamalar PMD değişimlerinin örgüdeki polarize spin akışı ile ilişkili olduğunu gösterdi.Polarize spin akışının belirlendiği bir diğer analiz ise “enine Hall” ölçümleri ile bulundu.noktasal kusurlarının baskın olduğu örneklerde normal olmayan Hall etkilerinin oluştuğuanlaşıldı.Referanslar:[1] A. Janotti and C. G.V. De Walle, Phys. Rev. B 76, 165202 (2002).[2] Q.Wang, Q. Sun, G. Chen, Y. Kawazoe, and P. Jena,Phys. Rev. B 77, 205411 (2008).[3] N. H. Hong, J. Sakai, N. Poirot, and V. Brize, Phys. Rev. B 73, 132404 (2006).[4] K. R. Kittilstved, W. K. Liu, and D. R. Gamelin, Nature Mater. 5, 291 (2006).[5] B. Ali, L. R. Shah, C. Ni, J. Q. Xiao, and S. I. Shah, J. Phys.: Condens. Mater. 21, 125504 (2009).[6] H. Pan, J. B. Yi, L. Shen, R. Q. Wu, J. H. Yang, J. Y. Lin, Y. P. Feng, J. Ding, L. H. Van, and J. H. Yin,Phys. Rev. Lett. 99, 12701 (2007).[7] Q. Xu, H. Schmidt, S. Zhou, K. Potzger, M. Helm, H. Hochmuth, M. Lorenz, A. Setzer, P. Esquinazi, C.Meinecke, and M. Grundmann, Appl. Phys. Lett. 92, 082508 (2008).14

18. Yoğun Madde Fiziği – Ankara Toplantısı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 25 Kasım 2011Çok tabakalı küresel kuantum nokta yapı içerisindeki hidrojen tipi donorsafsızlığının elektronik özellikleriHatice Taş ve Mehmet Şahin*Fizik Bölümü, Fen Fakültesi, Selçuk Üniversitesi, Konya, TürkiyeS11Bu çalışmada, çekirdek/kabuk/kuyu/kabuk biçimli çok tabakalı bir küresel kuantumnoktasının, yüksüz bir donor safsızlığının varlığında ve yokluğunda, enerji özdeğerleri,dalga fonksiyonları, elektron olasılık dağılımları ve bağlanma enerjileri gibi elektroniközellikleri detaylı bir şekilde araştırılmıştır. Göz önüne alınan yapıda, taban (1S) veuyarılmış (1P) durumlarına ait enerji özdeğerleri ve bu enerjilere karşılık gelen dalgafonksiyonları, safsızlık yok iken (Z=0) ve safsızlık var iken (Z=1) hesaplanmış vekarşılaştırılmıştır. Enerji özdeğerleri ve dalga fonksiyonlarını belirlemek için Schrödingerdenklemi, etkin kütle yaklaşımı altında ve sonlu sınırlandırma potansiyelinde, shootingmetodu ile tamamen sayısal olarak çözülmüştür. Yüksüz donor safsızlığının elektroniközellikler üzerindeki etkisi, farklı çekirdek yarıçapları, kabuk kalınlıkları ve kuyugenişlikleri için sabit potansiyel altında çalışılmıştır. Sonuçlar, tabaka kalınlıklarınınfonksiyonu olarak incelenmiş ve meydana gelen durumlar ayrıntılı olarak yorumlanmıştır.15

18. Yoğun Madde Fiziği – Ankara Toplantısı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 25 Kasım 2011Çizgi kusurlu fotonik kristal dalga kılavuzlarında saçıcıların konumlarınındeğiştirilmesi ile yavaş ışık özelliklerinin iyileştirilmesiFulya Bağcı ve Barış AkaoğluFizik Mühendisliği Bölümü, Ankara Üniversitesi, Tandoğan, 06100 AnkaraS12Yavaş ışık optik gecikme hatları, optiksel ara bellekler, tamamen optik sinyal işleme ve çok hassasçalışan algılayıcılar gibi alanlarda uygulama bulmaktadır [1,2]. Fotonik kristal dalga kılavuzları(PCW) oda sıcaklığında çalışabilmeleri, çip üzerine entegre edilebilmeleri, geniş ve ayarlanabilir bandaralıkları ile bu alanda tercih edilen yapılardır [3,4]. Fakat PCW'ların da yavaş ışık rejiminde görülenyüksek dereceden dağınım etkileri sinyalde bozulmaya neden olmaktadır [5]. Ayrıca gelenekselPCW'larında kayıp oranının yüksek olması bu tip yapıların tasarımlarında yavaş ışık uygulamaları içinbazı değişikliklerin yapılmasını gerektirmektedir.Halka şeklinde saçıcılar algılayıcı uygulamalarında yüksek duyarlılık sağlamaktadır [6]. Saçıcınınkonumunu değiştirmek daha fazla kontrol imkanı verdiğinden teknolojik olarak tercih edilmektedir[7]. Bu çalışmada, silika alttaş üzerinde kusuru çevreleyen ilk sırada halka şeklinde saçıcılara sahipsilikon üçgen örgülü fotonik kristal dalga kılavuzları kullanılmıştır. Kusur etrafındaki ilk ve ikinci sırasaçıcılarının konumları dikey doğrultuda aşağı veya yukarı yönde değiştirilerek dalga kılavuzununyavaş ışık performansı grup indisi, band genişliği ve grup hız dağınımı açısından incelenmiştir.Hesaplamalarda düzlem dalga açılımı yöntemini uygulayan “MIT Photonic-Bands” (MPB) paketikullanılmıştır [8]. Üç boyutlu hesaplamalar etkin indis yöntemi ile iki boyuta indirgenerek yapılmıştır.İlk sıra saçıcıların konumunda değişme s1 ve ikinci sıra saçıcıların konumunda değişme ise s2 ilegösterilecek olursa,s2'nin artışı ile grup indisindeki değişimin s1=0 için en fazla olduğu bulunmuştur.s1 negatif yönde arttıkça (çizgi kusurundan uzaklaştıkça) s2'nin artışı ile grup indisindeki artış oranıazalmaktadır. Grup indisi–frekans eğrileri başlangıçta basamak biçiminde iken s2'nin artması ile grupindisi değeri artmakta, band aralığı azalmakta ve eğri U-biçimine dönüşmektedir. Ayrıca s2'nin çizgikusuruna doğru kayma oranının artırılması bandın band aralığı kılavuzlu kısmını hava bandına doğruyaklaştırdığından yavaş ışık rejiminin görüldüğü bölge maviye kaymaktadır. Örgü sabiti(a) cinsindenilk sıra saçıcılar çizgi kusuruna 0.02a, ikinci sıra saçıcılar ise 0.08a kadar yaklaştırıldığında ışığın hızı0.005c'ye kadar düşürülebilmektedir. Yavaş ışığın gözlendiği bölgeye karşılık gelen grup hız dağınımıdeğerleri de oldukça düşük (GVD

18. Yoğun Madde Fiziği – Ankara Toplantısı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 25 Kasım 2011Kuantum hall rejiminde gerçek örnekler için interferometrelerin teorikmodellenmesiD. Ekşi (1) , Ö. Kılıçoğlu (1) , ve A. Sıddıki (2,3)1 Trakya Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, Edirne 22030,2 İstanbul Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, İstanbul 341343 Physics Department, Harvard University, Cambridge, 02138 MA, USAS13Düşük boyutlu yarı iletken tabanlı parçacık interferometreleri düşük sıcaklık ve yüksekmanyetik alanlarda kuantum taşınım özellikleri göstermektedir. İki boyutlu elektron sistemi(2BES) üzerinde metalik kapılar veya kimyasal kesme yöntemleri ile tanımlanan buinterferometrelerin en yaygın araştırılanları Mach–Zehnder (MZ), Fabry–Perot (FP) veAharanov–Bohm (AB) interferometreleridir. Yapılan deneylerde örneğin faz farkının yoldanbağımsızlığı [1] gibi olguların açıklanabilmesi için malzemenin geometrik özellikleri veparçacıklar arası etkileşmelerin de hesaba katılması gerekmektedir. Bundan dolayı deneyselparametreleri kullanarak kuantum Hall rejimi altında bu interferometreleri modelledik.Hesaplamalarda sıfır sıcaklık ve sıfır manyetik alan değerlerinde üç boyutlu yapı için Poissondenklemini çözdük ve potansiyel profilini elde ettik. Dik bir manyetik alan varlığında elektronelektron etkileşmelerini de hesaba katarak, Thomas Fermi yaklaşıklığı yöntemini kullanılarakelektron yoğunluğunun uzaysal dağılımını belirledik. 2BES‟e dik uygulanan manyetik alanyük taşınım durumlarını kuantize eder ve elektron dağılımında iki farklı rejim olmasına nedenolur (sıkıştırılabilir bölgeler (SB) metal gibi davranır ve sıkıştırılamaz şeritler (SŞ) yalıtkangibi davranır). Manyetik alanın büyüklüğüne göre SŞ‟lerin kalınlıkları artmakta ya daazalmaktadır. FP tipi interferometre için yapılan deneysel çalışmada [2] gözlenen iletkenlikosilasyonları bahsedilen aygıtın boyutlarına bağlı olduğu gösterilmiştir. Dış bir manyetikalanın fonksiyonu olarak side gate (SG) durumu ile tanımlanan (A>5 µm 2 ) alandaki girişimlerAB periyodikliği gösterir. Bu durumda SŞ‟lerin çevrelediği kapalı alan içindeki manyetik akısayısı manyetik alan ile lineer artar. Buna karşılık, küçük örnekler (A < 3 µm 2 ) Coulombdominated (CD) rejim olarak adlandırılan karşıt bir davranış gösterir. Akı sayısı manyetikalanı ile azalır. Fakat örnek üzerine yerleştirilen top gate (TG) ile AB periyodikliği durumunadönmesine neden olur. Manyetik alanın etkisiyle oluşan iki SB arasındaki SŞ bölgesinde hemkuantum etkilerden hem de geometrik yapıdan meydana gelen iki sığa oluşmaktadır. Bu ikisığayı toplayarak toplam sığayı hesapladık. Elde ettiğimiz toplam sığa, Halperin ve ekibitarafından önerilen CD rejiminin fiziksel sistemlerde geçerli olamayacağını göstermiştir. Buönemli bulgu, iki boyutlu elektron gazında ölçülen fazın tamamen kuantum mekanikselgeometrik bir faz olduğunu kanıtlamaktadır. Sığa etkilerinden arındırılmış Aharonov–Bohmfazı kuantum anahtarları yolu ile kuantum bilgisayarlarının yapım yolunu epeycekolaylaştırmış bulunmaktadır.Referanslar:[1] I. Neder, M. Heiblum, Y. Levinson, D. Mahalu, and V. Umansky, Phys. Rev. Lett. 96, 1016804(2006).[2] Y. Zhang, D. T. McClure, E. M. Levenson-Falk, C. M. Marcus, L. N. Pfeiffer, and K. W. West,Phys. Rev. B 79, 241304 (2009).17

18. Yoğun Madde Fiziği – Ankara Toplantısı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 25 Kasım 2011Kesirli sayılı kenar durumlarındaki overshooting etkisinin analitik modellenmesiS14A. Salman 1 , A. I. Mese 2 , M. B. Yücel 1 , and A. Sıddıki 3, 41 Akdeniz Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, Antalya, Türkiye2 Trakya Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, Edirne, Türkiye3 İstanbul Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, 34134 Vezneciler-İstanbul, Türkiye4 Harvard Üniversitesi, Fizik Bölümü, Cambridge 02138 MA, USABu çalışmada, yüksek mobiliteli iki boyutlu elektron sistemlerinde (2BES) ve kesirli kuantizeHall rejiminde gözlemlenen kenar durumlarının Hall direnci üzerindeki etkileri araştırılmıştır.Akım taşıyan kanalların etkin genişliklerini hesaplamak için 2BES'nin perdeleme özellikleri,sisteme dik olarak uygulanan güçlü manyetik alanın etkisi ile birleştirilmiştir. Kesirli sayılıkenar durumlarının ortaya çıkmasında çok parçacık etkileşmeleri önemli rol oynamaktadır.Çok parçacık etkileri hesaplarımıza kompozit fermiyon yaklaşımı ile katılmıştır. Çalışmadakesirli sayılı durumlar için de geçerli olduğu belirtilen Chklovskii vd. [1]‟ nin kendindentutarlı olmayan elektrostatik yaklaşımı, yoğunluk dağılımlarında düzeltmeler yapılarak vedalga fonksiyonlarının sonlu genişlikleri de ele alınarak kullanılmıştır. Üst kapılar iletanımlanmış dar (L < 10 μm) bir Hall çubuğu geometrisi ile yaptığımız bu çalışmada Halldirencinde anormal davranışlar gözlenmiştir. / ile / ve / ile /kesirli sayılı doldurma faktörlerine karşı gelen sıkıştırılamaz şeritlerin belli manyetik alandeğerlerinde bir arada bulundukları ve Hall direncinde overshoot etkisi yarattıklarıgözlemlenmiştir. Sıkıştırılamaz şeritlerin bir arada bulunması durumunun, kenar profilininkonuma bağlı değişim hızı ile ilişkili olduğu ve çok hızlı değişimin olduğu durumlardasıkıştırılamaz şeritlerin bir arada oluşmadığı tespit edilmiştir. Bu durum tam sayılı Halletkisindeki ile benzerdir. Böyle bir durumda, tam sayılı kuantum Hall olayındaki overshootetkisinde olduğu gibi, toplam enine direnç birbiri üzerine binen şeritlerin genişliklerine bağlıolarak artmaktadır.Referans:[1] D. B. Chklovskii, B. I. Shklovskii, and L. I. Glazman, Phys. Rev. B 46, 4026 (1992).18

18. Yoğun Madde Fiziği – Ankara Toplantısı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 25 Kasım 2011S15AlInN/(GaN)/AlN/GaN hetero-eklem yapılarda magneto transport ölçümlerAydın BayraklıHacettepe Üniversitesi, Fizik Mühendisliği Bölümü, Beytepe, 06800 AnkaraMOCVD tekniği ile büyütülmüş GaN tabanlı bazı heteroeklem yapılar (başlıkta verilen); 1.9 –300 K sıcaklık aralığında Hall ölçümleri, van der Pauw ölçümleri ve SdH ölçümleri ileincelenmiş ve örneklerin, hacimsel taşıyıcı yoğunluğu, 2-boyutlu taşıyıcı yoğunluğu, transportmobilitesi ve 2-boyutlu elektronların kuantum mobilitesi elde edilmiştir. Örneklerin tabakayapısının sonuçlara etkisi araştırılmıştır.19

18. Yoğun Madde Fiziği – Ankara Toplantısı, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 25 Kasım 2011S16İki boyutlu elektron gazında manyetodirenç hesabıDidem KetenoğluAnkara Üniversitesi, Fizik Mühendisliği Bölümü, Beşevler, 06100 AnkaraHacim içindeki rastgele potansiyel (RP) saçılmalarına ek olarak düzlemine dik rastgelemanyetik alan (RMF) etkisi altındaki iki boyutlu elektron gazı (2DEG) için özdirenç hesabıyapılmıştır. Elektron dağılım fonksiyonunun düzeltme kısmı olan g( r , )‟nin sağladığıdoğrusallaştırılmış Boltzmann taşınım denklemi (BTE) Green fonksiyonu yöntemi ileçözülmüştür. Özdirenç değişiminin rastgele potansiyelin etkisi azaldıkça saf rastgele manyetikalan etkisi altındaki duruma indirgendiği ve sonuçların beklentilere uyduğu görülmüştür.20