Gonderen: hucelik@hacettepe.edu.tr

İki-boyutlu (2D) yarıiletkenlerde sıcak elektronların güç kaybı mekanizmaları Shubnikov-de Haas (SdH) osilasyonları yöntemiyle incelendi. Deneylerde, örgü-uyumlu, modülasyonlu-katkılanmış In0,53Ga0,47As/In0,52Al0,48As heteroeklem örnekler (ayırıcı tabaka genişliği tS=0, 100, 200 ve 400 Å) ve GaAs/Ga1-xAlxAs çoklu kuantum kuyu (MQW) örnekler (kuantum kuyu genişliği (Lz) 40-145 Å aralığında) kullanıldı. SdH osilasyonları genliğinin örgü sıcaklığı (3,25&#61603;TL&#61603;30 K) ve elektrik alana (F<300 V/m) bağlı değişimleri ölçülerek, elektron sıcaklığı (Te) ve sıcak elektronların güç kaybı (P) elektron sıcaklığı’nın fonksiyonu olarak elde edildi. In0,53Ga0,47As/In0,52Al0,48As heteroeklem örneklerde birinci ve ikinci alt-bandlar için ayrı ayrı ölçülen elektron sıcaklıklarının yaklaşık eşit olduğu gözlendi: her iki alt-band’da bulunan sıcak elektronlar kendi aralarında ısısal dengededir. Heteroeklem örneklerde ayırıcı tabaka genişliğinin deneysel P(Te) verilerine etkisi tartışıldı. GaAs/Ga1-xAlxAs çoklu kuantum kuyu örneklerde sıcak elektronların güç kaybı kuantum kuyu genişliğinin fonksiyonu olarak ölçüldü ve taban örgü sıcaklığının güç kaybına etkisi araştırıldı.

Deneysel olarak ölçülen P(Te) verileri, akustik fonon bölgesi için geliştirilen ve deformasyon potansiyeli saçılması ile piezoelektrik saçılmasını hesaba katan, kuramsal 2D ve 3D güç kaybı modelleri ile karşılaştırılarak, dejenere yarıiletkenlerde sıcak elektronların güç kaybı mekanizmaları tartışıldı. Elde edilen sonuçlar, piezoelektrik saçılması ve deformasyon-potansiyeli saçılmasının güç kaybına katkılarının bağıl şiddetleri hakkında çok kullanışlı nicel bilgiler vermektedir.

Gonderen: mcakmak@quark.fef.gazi.edu.tr

Yarıiletken ve yarıiletken yüzeylerinin atomik geometrisi, elektronik durumları ve kimyasal bağ yapıları teorik bir metod olan ab initio yoğunluk fonksiyonları ve pseudo-potansiyel teorisi kullanılarak incelemekteyiz. Özellikle, burada Si(001) yüzeyinin bazı elementer atomlar (S ve Se) ile Si2H6 ve Ge2H6 moleküllerinin kimyasal soğurulmasını sunacağız. Özellikle S, Se gibi elementler Si(001) yüzeyinde düzenli bir yapı oluşturmaktadır. Si2H6 ve Ge2H6 moleküleri ise CVD (Chemical Vapor Deposition) ve ALE (Atomic Layer Epitaxy) teknolojisinde Si ve Ge büyütülmesinde kullanılan temel moleküllerdendir. Ancak, henüz tam olarak bunların Si yüzeyine nasıl kimyasal olarak soğurduğu anlaşılamamıştır. Biz bu kısımda, bu molekülden elde edilen radikallerin yüzey ile yaptığı bağ yapısını, yarıiletken olma doğasına göre inceledik. Elde edilen sonuçlar mevcut deneysel bazı parametreler ilede kıyası yapıldı. Ge’ un Si(001) üzerine büyütülmesinde H atomunun surfactant element olarak kullanılmasının etkileri bir diğer konu olarak incelendi. Bilindiği üzere Si indirekt band aralığı olan bir yarıiletkendir. Ancak örgü parametrelerinin farklılığından dolayı Ge epitaksi olarak Si üzerine büyütülür ise direkt bir band aralığı oluşturabilmektedir. Ge epitaksi olarak Si üzerine surfactant elementler yardımı ile yani periyodik tablodaki grup-V elementleri ile olmaktadır. Ancak daha sonra bunun yüzeyden seçici olarak uzaklaştırılması zor işlemlerden biridir. Son zamanlarda bu elementler yerine H kullanılmaktadır. Bir diğer problemde, Ge’ un Si yüzeyi üzerine büyütülmesi esnasında bazı Ge atomlarının Si içerisine doğru nüfuz ettiği deneysel olarak elde edilmiştir. Biz bu çalışmada böyle bir durumun olup olamayacağını minimum enerji yönünden H atomun varlığında ve yokluğunda inceledik.

Gonderen: kervan@science.ankara.edu.tr

Nd1-xGdxMn2Si2 (0&#8804;x&#8804;1) bile?ikleri için x-ışını toz kırınım ve DC mıknatıslanma çalışmaları yapılmıştır. Örnekler x=0.0, 0.2, 0.4, 0.6,0.8 ve 1.0 için indüksiyon fırını kullanılarak argon ortamında su soğutmalı bakır pota içinde saf elementlerin eritilmesi ile elde edilmiştir. İlk eritmede elde edilen külçe şeklindeki örnekler, homojenliği sağlamak için ters-düz edilerek birkaç kere daha eritilmiştir. Eritme sırasındaki Mn kaybını engellemek için %2 fazla Mn eklenmiştir.

Bileşiklerin kristal yapısı Rigaku D-max 2200 x-ışını toz difraktometresi ile 15º-80º aralığında incelenmiştir. X-ışını toz kırınım analizleri FullProf programı ile yapılmıştır. Bu analizler sonucu, bütün bileşiklerin ThCr2Si2-tipi hacım merkezli tetragonal kristal yapıda kristallendiği gözlenmiştir. Bu kristal yapı, I4/mmm uzay grubuna sahiptir ve atomik tabakaların c-ekseni boyunca Cr-Si-Th-Si-Cr şeklinde sıralanmasından oluşmaktadır. Kristal yapıda Nd atomları yerine Gd atomları geldikçe birim hücre katsayılarında ve birim hücre hacmında çizgisel azalmalar gözlenmiştir.

Magnetik ölçümler, 5-300 K arasında 50 kOe’lik üstüniletken mıknatısa sahip Quantum Design SQUID (Superconducting Quantum Interference Devices) magnetometre ile 300- 700 K arasında ise 8 kOe’lik bakır tel sarımlı mıknatısa sahip el yapımı titreşen örnek magnetometre (Vibrating Sample Magnetometre) ile yapılmıştır. Bütün bileşikler, oda sıcaklığının üstündeki c(T) eğrilerinde, ferromagnetik Mn tabakalarının antiferromagnetik etkileşmelerine karşı gelen Néel sıcaklığına sahiptirler. Yaklaşık 60 K’nin altında, nadir yer elementi altörgüsündeki magnetik momentler düzenli hale gelmekte ve ferromagnetik Mn tabakaları arasındaki antiferromagnetik etkileşmeler ferromagnetik olmaktadır. Düşük sıcaklıklarda x=0.2 ve x=0.6 için spinlerin yeniden düzenlenme sıcaklıkları belirlenmiştir. Moleküler alan kuramı ile düzlem içi Mn-Mn çiflenim sabiti n11 ve düzlemler arası Mn-Mn çiflenim sabiti n12 yüksek sıcaklık c(T) eğrilerinden türetilerek x’e bağlı olarak incelenmiştir. M(T) eğrilerinden elde edilen magnetik faz geçiş sıcaklıklarından yararlanılarak T-x magnetik faz diyagramı çizilmiştir.

Gonderen: saglam@science.ankara.edu.tr

Kuantum Hall olayında Schrödinger denklemi Harmonik Safsızlık yaklasımında çözülerek gösterilmiştir ki enerji özdeğerlerinin bulunması etkin Landé-g çarpanının hesaplanmasına yol açmıştır. Etkin Landé-g değerlerinin ancak 2,4,6,... gibi çift tamsayıları alacağı, kesirli sayıların izinli olmadığı gösterilmiştir. Buna bağlı olarak elektronların tek bir tabaka üzerinde bulunmayıp verilen bir magnetik alan için dolgu çarpanının iki katına eşit sayıda alt tabakalara yerleşeceği anlaşılmıştır. Magnetik alanın artırılarak dolgu çarpanının bire eşitlendiği aşırı durumlarda bile toplam iki alt tabakanın işe karışacağı ortaya cıkmıştır.

Gonderen:  ahmet@fen.bilkent.edu.tr

We have used a new, fiber interferometer based, high force resolution nc-AFM/STM¹ to image the Si(100)(2x1) surface with atomic resolution, using very small lever oscillation amplitude down to 0.5 Å_p-p. The lever is dithered with the small oscillation amplitude at a frequency below resonance and the changes in the oscillation amplitude are recorded simultaneously with force and STM topography. With this method we can measure the force gradients quantitatively. Simultaneous images of force gradient and STM topography have been recorded as a function of tunnel current and bias voltage.

Figure 1 shows simultaneous force gradient and STM topography images of the surface taken with a home-made tungsten lever.

FIG. 1 Simultaneous STM (top) and Force gradient (bottom) images of Si(100)(2x2) surface. Image size is 110x38 Ų. V_tip=-1 V, I_t=1 nA, A₀=4.8 Å_p-p, k₀=154 N/m. Black shows more negative values in the force gradient image.

A large number of defects as well as the dimer rows are clearly visible in both images. Force gradient image contrast is generally the same as that of STM topography. However, there are some features showing an inverted contrast in force gradient with respect to STM topograph. In some of the simultaneous scans the dimer rows are resolved even in force signal which is measured via the deflection of the cantilever. In such scans, the resolution in force gradient image was low compared to that of STM topograph.

We have also carried out f-d measurements on the same surface. To do force-distance spectroscopy, first the feedback is freezed. As the sample is approached towards the tip the tunnel current, oscillation amplitude and the deflection of the lever are recorded simultaneously. Depending on the quality of the tip, i.e. sharpness, uniformity, we obtained basically two groups of f-d curves. The curves taken with sharp and uniform tips revealed a short interaction range for the force gradient. In the other group of f-d curves the interaction range is considerably larger which is an indication of the fact that long range vdW forces are dominant over short range forces as a result of the large cone angle or the bluntness of the tip.

Gonderen: gdereli@metu.edu.tr

Karbon Nanotüplerin ağırlıklarının çok hafif olması, yüksek elastik modülüsü ve gözüken en dayanıklı fiber olma ihtimalleri önemli özelliklerindendir. Nanotüpler yapılarındaki değişikliğe (chirality) bağlı olarak metalik ya da yarı iletken özellik gösterebilmekte ayrıca elastik/plastik yapı deformasyonları ile elektronik özellikleri değiştirilebilmektedir. Bu özellikleri ile Karbon Nanotüpler yüksek bir teknolojik potansiyele sahiptirler.

Karbon Nanotüplerinin simulasyonunda matris diyagonalleştirme veya dalga fonksiyonlarının ortogonalasyonu sonucunda eldeki algoritmaların karmaşıklığı (complexity) N^3 gibidir (N atom sayısı olmak üzere). Bu bilgisayar kapasitesi açısından incelenen sistem büyüklüğünü kısıtlamaktadır. Algoritmaların karmaşıklığını Order N e indirmek karbon nanotüp simulasyonlarında hedeflenen çalışmalardır. Ayrıca böl ve kullan Order N algoritmaları paralel hesaplamaya uygun algoritmalardır. Algoritmaların karmaşıklığını Order N e indirmek ve paralel çalışır duruma getirmek eldeki bilgisayar olanaklarını daha büyük sistemler için daha avantajlı bir şekilde kullanma olanağı sağlar.

Bu çalışmada böl ve kullan yaklaşımını içeren (lokal etkileşmeleri de göz önüne alan ) lokal yörünge metodu ile O(N^3) algoritmalar O(N) e indirilerek 8 PC üzerinde PVM kütüphanesi kullanılarak paralelleştirilmiştir. Program eksen boyunca PBC sağlanmış (10x10) 20 tabakalı karbon nanotüpler kullanılarak test edilmiş , tabaka sayısı 210 a (atom sayısı 4200 e) çıkartılarak paralel O(N) algoritmalarının avantajları gösterilmiştir. Bu nanotüplerin simulasyon sonucu elde edilen enerjetik ve yapısal özellikleride verilmiştir.

Gonderen: gencer@science.ankara.edu.tr

Yeni süperiletken (MgB2)’ nin düşük magnetik alanlarda magnetik karakterizasyonu ac al?nganlık ve ac mıknatıslanma yöntemleri kullanılarak uygulanan ac alan genliği, frekansı, sıcaklık ve harici dc alanların fonksiyonu olarak yapıldı. Alan bağımlı harmonik alınganlıklar sıcaklığın fonksiyonu olarak ölçüldüğünde, sergilenen bağımlılıklar şekil bakımından bir yüksek sıcaklık süperiletken için elde edilen verilere benzerlik göstermektedirler. BSCCO(2223) yığın süperiletkenle karşılaştırıldığında, MgB2’de taneler-arası bağlanmanın güçlü olduğu, buna karşın numunenin taşıdığı kritik akım yoğunluğunun ise kritik sıcaklığa yakın sıcaklıklarda uygulanan magnetik alana daha duyarlı olduğu gözlendi. Gözlenen bağımlılıklar süperiletken numunenin geometrisine uygun tarzda sayısal olarak yapılan Fourier analizi ile incelendi. Bean modeli ve alan bağımlı Kim modeli tipinde modellere dayalı olarak elde edilen sayısal harmonik alınganlıkların deneysel verilerle nitel olarak iyi uyum içinde oldukları gösterildi. Kullanılan modellerde, harici alan uygulanmaksızın elde edilen çift harmoniklerin sıfır değerde olmasına rağmen, deneysel sonuçlar çift harmonik alınganlıklar için 10-4 (SI) mertebesinde küçük değerlerde (Tc’ nin hemen altında) sıcaklık bağımlılığı sergilemektedirler. Ayrıca, yeni süperiletkenin potansiyel uygulaması bakımından önemli olan ac kayıp mekanizmaları da incelenerek, deneysel sonuçlar ile modelleme ile elde edilen nümerik çözümlerin bir karşılaştırılması sunulacaktır.