İÇİNDEKİLER
İÇİNDEKİLER
ÖNSÖZ 1
1.BÖLÜM
TEZ ÖZETLERİ
-
Astronomi ve Uzay Bilimleri Anabilim Dalı
-
Fizik Anabilim Dalı
-
Biyoloji Anabilim Dalı
-
Matematik Anabilim Dalı
-
Moleküler Biyoloji ve Genetik Anabilim Dalı
-
-
Orman Mühendisliği Anabilim Dalı
-
Orman Endüstri Mühendisliği Anabilim Dalı
-
Peyzaj Mimarlığı Anabilim Dalı
-
Kimya Anabilim Dalı
-
Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı
-
Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı
-
Jeofizik Mühendisliği Anabilim Dalı
-
Makine Mühendisliği Anabilim Dalı
-
Endüstri Mühendisliği Anabilim Dalı
-
Bilgisayar Bilimleri Mühendisliği Anabilim Dalı
-
Çevre Mühendisliği Anabilim Dalı
-
-
Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı
-
İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı
-
Maden Mühendisliği Anabilim Dalı
-
Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Anabilim Dalı
-
Deniz Ulaştırma İşletme Mühendisliği Anabilim Dalı
-
Savunma Teknolojileri Anabilim Dalı
-
Biyomedikal Mühendisliği Anabilim Dalı
-
-
Su Ürünleri Yetiştiriciliği Anabilim Dalı
-
Su Ürünleri Temel Bilimleri Anabilim Dalı
-
Su Ürünleri Avlama ve İşleme Teknolojisi Anabilim Dalı
-
Enformatik.........................................................................................................................................
DOKTORA
ASTRONOMİ VE UZAY BİLİMLERİ ANABİLİM DALI
GÜLTEKİN Asuman
Danışman : Doç. Dr. Nurol AL ERDOĞAN
Anabilim Dalı : Astronomi Ve Uzay Bilimleri
Mezuniyet Yılı : 2010
Tez Savunma Jürisi : Doç. Dr. Nurol AL ERDOĞAN
Prof. Dr. M. Türker ÖZKAN,
Prof. Dr. Zeki EKER
Prof. Dr. A. Talat SAYGAÇ
Doç. Dr. Günay TAŞ
Güneş Disk Merkezine Yakın Sakin Olmayan Bir Bölgenin İki Boyutlu Spektroskopisi
Bu çalışmanın amacı Güneş’in sakin olmayan bir bölgesini içeren görüş alanı içinde, farklı tabakalarda yer alan ince yapıları araştırmak, bu yapılara dair çeşitli fiziksel parametreleri belirlemektir. Bu amaç doğrultusunda, Güneş disk merkezi yakınındaki bir bölgenin H-alfa çizgisindeki gözlemleri kullanılmıştır. Gözlemler, iki boyutlu spektrometreyle yapılan H-alfa çizgi taramalarıyla farklı dalgaboyu konumlarında alınan dar bant görüntüleri ile bunlarla eş zamanlı olarak kaydedilen geniş bant görüntülerini içermektedir.
Dar bant zaman serisinde fibril denilen koyu ince yapılar ve geniş bant zaman serisinde, granüller arasında yer alan küçük beyaz parlak noktalar incelenmiştir. Parlak noktaların, şiddet değişimleri ve yer değiştirmelerinden itibaren hesaplanan hızlarıyla birlikte yaşam süreleri boyunca izledikleri yörüngeleri belirlenmeye çalışılmıştır. Lambdametre Yöntemi’yle oluşturulan şiddet ve hız görüntüleri kullanılarak, kromosferde gözlenen ince yapıların görüş doğrultusundaki hızları hesaplanmış, madde hareketinin yapı boyunca ve derinlikle değişimi incelenmiştir. Ayrıca bu görüntülerden yola çıkarak kromosferik ince yapıların periyodik davranışları belirlenmeye ve sebepleri anlaşılmaya çalışılmıştır. Görüş doğrultusundaki hızlarla birlikte kaynak fonksiyonu, Doppler genişliği, optik derinlik gibi yapılara ait parametrelerin elde edilmesinde kullanılan “Bulut Modeli” yarı aktif bölgedeki ince yapılara uygulanarak, sıcaklık, parçacık sayı yoğunlukları, gaz basıncı, toplam kolon kütlesi gibi fiziksel özellikleri niteleyen diğer paremetrelere de ulaşılmıştır.
Two-Dimensional Spectroscopy of a Semi-Active Region Near Solar Disk Center
The aim of this thesis is to study fine structures, which were observed in different atmospheric layers within the field of view including a semi-active region of the sun, and to determine various physical parameters of them. For these purposes, observations of a small region in the H-alpha line near the solar disk center have been carried out. During the observations, broad-band images were taken simultaneously with narrow-band images at different wavelength positions by scanning through H-alpha profile using the two dimensional spectrometer.
The small scale dark structures called fibrils and the small scale bright points located in intergranular lanes are observed in the narrow-band and the broad-band time series, respectively. Intensity variations and velocities calculated from displacements of bright points as well as trajectories during their lifetime were determined. Using the intensity and velocity images which were generated by the lambdameter method, the line of sight velocities of the fine structures in the chromosphere were calculated. Variations of mass motions along these structures with atmospheric height were examined. The periodic behavior of chromospheric fine structures were also analyzed and their causes were tried to be investigated. The physical parameters such as source function, the Doppler width, optical depth at the line center as well as line of sight velocity were derived by applying the cloud model to the fine structures in the semi-active region. Thus, by using these values other parameters such as temperature, particle number densities, gas pressure and mass density were determined.
ULUYAZI Cem İskender
Danışman : Prof.Dr. M. Türker Özkan
Anabilim Dalı : Astronomi ve Uzay Bilimleri
Mezuniyet Yılı : 2010
Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. M. Türker Özkan
Prof. Dr. Salih Karaali
Prof. Dr. Talat Saygaç
Doç. Dr. Tansel Ak
Doç. Dr. Zeynep Gürel
Kataklismik Değişenlerde Yığılma Diskinin Yapısal Özellikleri
Tez çalışmasında yığılma diskleri için morötesi dalgaboylarında sentetik tayf üretilirken en çok kullanılan bilgisayar programları (TLUSTY, SYNSPEC) ile tayflar elde edilmiş, daha sonra bunlar kataklismik değişen (U Gem) sınıfından bazı sistemlerin IUE uydu gözlemleri ile karşılaştırılmıştır.
Yapılan karşılaştırma ile bu sistemler için patlama evresindeki diskteki yığılma hızı değerleri tespit edilmiştir. Bunun yanı sıra yine patlama döneminde, yığılma diskindeki halkalar için sıcaklık değerleri bulunmuş ve diskteki sıcaklık dağılımı kontur haritası ile gösterilmiştir. Tez çalışmasında tespit edilen yığılma hızı değerleri, literatürdeki ilgili tek yayınla uyumludur. Sistemler için elde edilen sıcaklık değerleri ise, yığılma diski için beklenen değer aralıkları arasındadır.
Giriş ve genel kısımlar bölümünde kataklismik değişenler sınıfı hakkında genel ve tarihsel bilgiler verilmektedir. Takip eden Malzeme-Yöntem bölümünde kullanılan bilgisayar programları hakkında bilgi verilip, uydu verileri ve model tayflarının hazırlanışı anlatılmaktadır. Bulgular bölümünde, tez çalışmasında kullanılan ve elde edilen fiziksel değerlere, tayflara ve kontur haritalarına yer verilmiş, karşılaştırma amacıyla da literatürdeki ilgili çalışmadan değerler ve tayflar sunulmuştur.
En sonda yer alan Tartışma-Sonuç bölümünde ise elde edilen sonuçlar özetlenerek yığılma diskleri açısından yorumlanmış, ileride yapılabilecek çalışmalar için önerilerde bulunulmuştur.
Structural Behaviours Of Accretion Disks In Cataclysmic Variables
In this thesis, using (TLUSTY, SYNSPEC), the most widely used spectrum synthesis program for the ultraviolet wavelengths, synthetic spectra were produced and afterwards compared with IUE spectra of some systems in the U Gem subclass of cataclysmic variables.
By this comparison, the accretion rates for the disks are determined in these systems during outburst. Besides, during outburst, temperature values of the rings in the accretion disks are found and contour maps are used to represent the temperature distribution in disks. The accretion rates found for these systems are consistent with the only relevant paper from the literature and temperature values of the rings in the accretion disks are in the range of expected temperature values for accretion disks.
In the first two chapters, a brief history and general characteristics of cataclysmic variables are given. Some information is presented regarding the computer codes (Tlusty, Synspec, Disksyn) and preparation procedures of IUE spectra and the synthetic spectra of the systems are explained in the third chapter. In chapter four, the input and the output physical values, contour maps and the synthetic spectra for the systems can be found in comparison with the results and the spectra from the relevant paper from the literature.
Finally, the results found are summarized and discussed in the context of accretion disks, and some ideas are proposed for use in future studies.
FİZİK ANABİLİM DALI
YALÇIN Çiğdem Gülistan
Danışman : Prof.Dr. K.Gediz AKDENİZ
Anabilim Dalı : Fizik
Programı (Varsa) : Yüksek Enerji ve Plazma Fiziği
Mezuniyet Yılı : 2010
Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. K. Gediz AKDENİZ
Prof. Dr. Haşim MUTUŞ
Prof. Dr. Hasan TATLIPINAR
Prof. Dr. Nurten ÖNCAN
Prof. Dr. Handan GÜRBÜZ
Polimerlerde Düzensiz Elektriksel İletkenliklerin Zaman Serisi Analizi Yöntemiyle İncelenmesi Ve Q-İstatistiğine Uygulanabilirliği
Disiplinlerarası katkıya sahip olan q-istatistik çalışmaları araştırmacılar tarafından büyük bir ilgiyle takip edilmektedir. Depremler ile ilgili verilerden, beyin elektriksel aktivitesi ile ilgili elektroensefalograf (EEG) sinyallerine ve ekonomi hareketlerine kadar çok çeşitli alanlarda karşımıza çıkan q-istatistik çalışmaları yeni kurulan çok disiplinli uluslararası araştırma merkezlerinde geliştirilmektedir.
Sıfır civarında Lyapunov üsteline sahip zayıf kaotik sistemleri yorumlamak için q-istatistiğin sunduğu q-Gaussian analizi yapılmaktadır. Bunun yanı sıra Polimetilmetakrilat polimerinin elektriksel iletkenlik mekanizmasının zayıf kaotik özelliğe sahip olduğu görülmüştür. Çok yakın zamandaki bu gelişmelerden esinlenerek bu tezde Alüminyum-Polimetilmetakrilat-Alüminyum (Al-PMMA-Al) ince filmlerinin elektriksel iletkenlik mekanizması davranışlarının q-Gaussian analizi yapılmıştır.
Bu amaç için tezde 10 V potansiyel farkı altında oluşan bir elektrik alanda, 220C, 300C ve 400C sıcaklıklarındaki Al-PMMA-Al ince filmlerinin geçici akım verilerinin zaman evrimleri gözden geçirilmiştir. Olasılık yoğunluk fonksiyonunun q-Gaussian eğrisine fit edilen şekli ile normal Gaussian dağılımı karşılaştırılmıştır. Olasılık yoğunluk fonksiyonunun q≠1 değerleri için normal Gaussian dağılımı ve Gaussian istatistiği ile olan ilişkisi gözlemlenerek, söz konusu sistemin elektronlarının davranışları üzerine yorum yapılmıştır.
Ayrıca çalışmamızda bir korelasyon derecesi olarak da düşünülebilen q üsteli değerlerinin, yüksek sıcaklıklara çıkıldıkça düştüğü gözlendiğinden, polimetilmetakrilat polimerinin atomlar arası korelasyonunun yüksek sıcaklıklarda zayıfladığını teyit eden bu sonuç da tezde tartışılmıştır.
Time Series Analysis And Q-Statistics Applicability İn The Study Of Disordered Electrical Conductivity İn Polymers
q-statistics has a multidisciplinary role in science, and it is employed in a multitude of diverse fields ranging from earthquake data to brain electroencephalograph signals and finance movements, while new fields of application are continually found by q-statistics researches.
q-Gaussian analysis, in the context of q-statistics, is used to interpret weak chaotic systems which have aproximately zero Lyapunov exponents. On the other hand, it is seen that the conductivity of the polymethylmethacrylate polymer (PMMA) has weak chaotic characteristics. By following these very recent investigations, in this thesis we would like to consider the behaviour of the electrical conductivity of PMMA thin films via q-Gaussian analysis.
To this effect, the time evolution of Al-PMMA-Al thin films’ transient current data when subjected to an electric field at 220C, 300C ve 400C temperatures were considered, and the fitted q-Gaussian curve of the probability density funtions was compared with normal Gaussian distribution. In the case of q≠1 values of the probability distribution function the relation between normal Gaussian distribution and Gaussian statistics was investigated, and the electronic behaviour of the system was studied.
Additonally, it was shown that when the temperature parameter increases, the q value decreases. To the extent that q values can be considered as a correlation degree; this result, which confirms that when the q value decreases, the correlation among PMMA atoms declines; was also discussed.
INCE Elif
Danışman : Prof. Dr. M.Nizamettin ERDURAN
Anabilim Dalı : Fizik
Programı (Varsa) : Nükleer Fizik
Mezuniyet Yılı : 2010
Tez Savunma Jürisi : Prof.Dr. M. Nizamettin ERDURAN
Prof. Dr. Melih BOSTAN
Prof. Dr. Metin SUBAŞI
Prof. Dr. Ali TUTAY
Prof.Dr. Hüseyin GÜVEN
İleri Gama Işını İz-Sürme Teknikleri Kullanarak Yöne Duyarlı Dedektörler Geliştirilmesi
Bu çalışmanın amacı, ileri gamma ışını iz sürme teknikleri kullanılarak yöne-duyarlı dedektörlerin geliştirilmesidir. Bu amaçla, AGATA projesinin başlangıç aşaması olan AGATA DEMONSTRATOR ve yöne duyarlı bir dedektör olan PRISMA manyetik spektrometresinin birlikte kullanılması ile “Gama Işını İz-sürme Tekniği” ve “Darbe Biçim Analizi”uygulamaları, Gerçekçil Monte Carlo Simülasyonlar ile oluşturulmuştur. AGATA Demonstrator dizimi, 5 adet 3’lü kümelenmiş 15 kristalden oluşmaktadır. İlk uygulaması LNL-INFN laboratuvarında, CLARA diziminin yerine monte edilerek PRISMA manyetik spektormetresi ile birlikte gerçekleştirilecektir. AGATA projesinin amacı, yüksek fotopik verimi (40% den yüksek) ve P/T oranı (50% den yüksek) ile yüksek saflıklı HPGe dedektörlerinin geliştirilmesidir. Bu tip yüksek değerlere, fotonun dedektör kristalinde etkileşme pozisyonlarının belirlenmesini sağlayan pozisyon duyarlı HPGe dedektörlerinin kullanılmasıyla ulaşılabilir. Bu çalışma kapsamında, gerçekleştirilen Monte Carlo simülasyonları ile AGATA Demonstrator + PRISMA deneysel düzeneğinin doppler düzeltme kabiliyeti gösterilmiş, 90Zr +208Pb( 560 MeV ) ve 48Ca+208Pb (310MeV) çoklu-nükleon transfer reaksiyonları kullanılarak gerçekçil Monte Carlo simülasyonları oluşturulmuş, sonuçları tartışılmış ve AGATA+PRISMA düzeneğinin Doppler düzeltme kabiliyetinin, Ge dedektörlerinin iç (intrinsic) enerji çözünürlük değerine çok yakın olduğu ispatlanmıştır.
Development Of Dırectıon Sensıtıve Detectors Usıng Advanced Gamma Trackıng Array
The aim of this project is development of the direction sensitive detectors by using Advanced GAmma Tracking Techniques. In this study, the initial phase of the AGATA project, a subset of the array, known as the AGATA Demonstrator and PRISMA magnetic spectrometer which is a direction sensitive detector are coupled enabling -ray tracking and pulse shape analysis methods at the realistic Monte Carlo Simulations. The AGATA Demonstrator Array composed of 15 crystals, arranged into 5 triple clusters will be first installed at the Laboratori Nazionali di Legnaro, where it will be coupled to the PRISMA magnetic spectrometer, replacing the CLARA array. The goal of the AGATA project is the construction of an array of high-purity germanium detectors with very high photopeak efficiency (larger than 40%) and peak-to-total ratio (larger than 50%) under a wide range of experimental conditions. Such values can only be achieved by operating the HPGe detectors in Position-Sensitive Mode. In This Study, The Performance Of The AGATA Demonstrator Array Coupled To The PRISMA magnetic spectrometer have been evaluated in a consistent way using detailed Monte Carlo simulations of the two devices. For this purpose, 90Zr +208Pb at 560 MeV and 48Ca+208Pb at 310MeV multi-nucleon transfer reactions are presented and discussed. It is shown that the Doppler correction capabilities of the AGATA+PRISMA setup will be very close to the intrinsic energy resolution of the Ge detectors.
GÖRGÜLÜER Ömer
Danışman : Prof. Dr. Ali TUTAY
Anabilim Dalı : Fizik
Programı (Varsa) : Nükleer Fizik
Mezuniyet Yılı : 2010
Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Ali TUTAY
Prof. Dr. M. Nizamettin ERDURAN
Prof. Dr. Melih BOSTAN
Prof. Dr. Kubilay KUTLU
Prof. Dr. Mehmet ŞİRİN
3d Geçiş Elementleri Ve Bileşiklerinin Sinkrotron Işını Ve Parçacık İle Uyarılması Sonucu Gerçekleştirilen Reaksiyon Süreçlerinin İncelenmesi
Bu tez çalışmasının amacı 3d geçiş elementlerinin ve bileşiklerinin çok önemli özelliklerinin Sinkrotron ışını ve parçacık uyarması ile incelenmesidir. 3d geçiş elementleri manyetik ve elektriksel özelliklerinden dolayı teknolojide geniş bir alan için çok önemlidir. Bu tez çalışmasında Mn, Cu, VCl3, MnCl2, FeCl2, FeBr2, CoCl2 ve CuCl2 element ve bileşiklerinin fotoiyonizasyon ve parçacık uyarma süreçleri, BESSY II hızlandırıcısının monokromatize Sinktotron ışını, He discharge (yük boşalması) lambası ışını ve elektron demeti kullanarak incelenmiştir. Deneyler Berlin - Almanya’daki BESSY II hızlandırıcısında ve Berlin Teknik Üniversitesi’nin laboratuvarında gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen reaksiyonlar sonucu üretilen iyonlar TOF (time-of-flight) spektrometresi ile dedekte edilirken reaksiyonlar sonucu elde edilen fotoelektronlar Scienta SES 200 Spektrometresi ile dedekte edilmiştir.
Investıgatıon Of Reactıon Processes Of 3d Transıtıon Elements And Compounds Wıth Synchrotron Radıatıon And Partıcle Excıtatıon
The aim of this thesis work to investigate of very special properties of 3d transition elements and compounds with Synchrotron radiation and particle excitation. The 3d transition elements are very important in a wide range of technology because of their magnetic and electrical properties. In this thesis work the photoionization and particle excitation processes of 3d transition elemet and their compounds Mn, Cu, VCl3, MnCl2, FeCl2, FeBr2, CoCl2 and CuCl2 have been investigated using monochromatized Synchrotron radiation of BESSY II accelerator, the radiation of He discharge lamb and electron beam. The experiments were performed at BESSY II accelerator and the Laboratory of Berlin Technical University in Berlin, Germany. The ions which were pruduced from reactions were detected by a TOF (time-of-flight) spectrometer and the photoelectrons dedected by Scienta SES 200 Spectrometer.
OKUTAN Murat
Danışman : Prof. Dr. Baki AKKUŞ
Anabilim Dalı : Fizik
Programı : Nükleer Fizik
Mezuniyet Yılı : 2010
Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Baki AKKUŞ
Prof. Dr. Metin ARIK
Prof. Dr. Oya OĞUZ
Prof. Dr. Mustafa DEMİR
Doç. Dr. Yeşim ÖKTEM
Bir Medikal Elektron Hızlandırıcı Cihazının Sanal Elektron Enerjilerinin Dozimetrisi.
Yüksek enerjili elektronlar radyoterapi de 1950’ler den beri kullanılmaktadır. Radyoterapide, elektron ışınları yüzeyden 5 cm. derinliğe kadar olan tümörlerin tedavisinde ve foton ışınlarıyla tedavide ilave tedavi olarak kullanılır. Tedavi planlaması yapılırken medikal lineer hızlandırıcıda bulunan elektron enerjilerinden yalnız birini kullanmak yeterli olmayabilmektedir. Bazen aynı hedefe yönelik iki farklı elektron enerjisi kullanarak hedef hacim homojen olarak ışınlanabilmektedir. Bu durumda medikal lineer hızlandırıcıda gerçekte olmayan yeni elektron enerjisi (sanal enerji) oluşur.
Çalışmamızda, İ.Ü. Onkoloji Enstitüsünde tedavi amaçlı kullanılan 6 adet (6, 7, 9, 12, 15, 18 MeV) elektron enerjisi bulunan medikal lineer hızlandırıcı ONCOR (Siemens) cihazında film dozimetrisi ile tespit edilecek sanal enerjilerin dozimetrik özelliklerinin bulunması ve bu sanal enerjilerin verilerinin tedavi planlama bilgisayarı ile karşılaştırılması amaçlanmıştır.
Ölçümler ONCOR medikal lineer hızlandırıcı cihazında; katı su fantomunda, çeşitli ağırlıklarda ve farklı enerjilerde EBT GafChromic filmler ışınlanarak yapıldı. Film dozimetrisi ile yeni sanal enerjiler tespit edildi ve bu enerji değerleri tedavi planlama bilgisayarı değerleriyle karşılaştırıldı.
Sonuç olarak 12 adet yeni sanal enerji bulundu. Tedavi planlama bilgisayarıyla bu enerjilerin dozimetrik verileri karşılaştırıldığında değerlerin birbirleriyle uyumlu olduğu tespit edildi. Ancak, bu sanal enerjilerin, dozimetrisinin yapıldıktan sonra tedavi planlamasında kullanılmasını önermekteyiz.
Virtual Electron Energies Dosimetry Of A Medical Linear Accelerator
High energy electron beams have been used in radiotherapy since 1950s. Electron beams are used for tumours of depth up to 5cm and as a boost treatment after photon beams. Using one of the electron beams already existed in linac may not be enough in treatment planning. Sometimes to irradiate the target volume uniformly, two different energy can be used for the same target volume.
In this study, Oncor Medical linear accelerator (Linac) having six different energies (6,7,9,12,15,18 MeV) are used in I.U. Oncology Institute. The aim of this study was to compare dosimetric characteristics of the virtual energies determined by the film dosimetry and treatment planning computer.
The measurements were made using solid water phantom and Oncor medical LINAC. Gafchromic EBT films are irradiated with electron beams having different weights and energies in order to determine new virtual energies. Then, these datas were compared with the treatment planning computer datas.
In conclusion, 12 new virtual energies were determined. The comparison of treatment planning computer and dosimetric datas of the virtual energies showed that they were compatable with each other. However, it is recommended that one should use the virtual energies after the determination of the dosimetric characteristics.
BALLIKAYA Sedat
Danışman : Prof. Dr. Emine RIZAOĞLU, Prof. Dr. Ctirad UHER
Anabilim Dalı : Fizik
Programı : Genel Fizik
Mezuniyet Yılı : 2010
Tez Savunma Jürisi : Prof. Dr. Emine RIZAOĞLU
Prof.Dr. Nurten ÖNCAN
Prof. Dr. Yani SKARLATOS
Doç.Dr. Sondan DURUKANOĞLU FEYİZ
Doç.Dr. Nevin KALKAN
Cosb3 Bazlı Katkılı Skutteruditelerin Transport Özellikleri
Bugün, dünya üzerinde kullanılan enerjinin büyük bir bölümü (%80) petrol bazlı yakıt ürünlerinden karşılanmakta ve bu enerjinin önemli bir kısmı da endüstriyel atık ısı olarak atmosfere karışmaktadır. Termoelektrik (TE) enerji dönüştürücüler (Termo-elektrik Jeneratörler) kullanılarak bu atık ısının önemli bir kısmını doğrudan elektrik enerjisine dönüştürmek mümkündür. TE malzemeler ısı enerjisini doğrudan elektrik enerjisine dönüştürebilen malzemelerdir. Günümüzde enerji dönüşüm verimliliği henüz istenen seviyede (~%10) olmamasına karşın, yeni geliştirilecek yüksek verimliliğe sahip TE malzemelerle enerji dönüşüm verimliliğinin önemli ölçüde artırılması mümkündür. TE enerji dönüştürücüler (jeneratör ya da soğutucular) klasik enerji dönüştürücülerle kıyaslandığında güvenli olması, geniş bir sıcaklık aralığında enerji dönüşümü sağlayabilmesi, sessiz çalışma basit konfigürasyonlara sahip olma gibi pek çok önemli avantajları vardır.
Bir TE cihazın (jeneratör ya da soğutucu) performansı termoelektrik figure of merit olarak adlandırılan Z parametresine önemli ölçüde bağlıdır. Bu parametrenin boyutsuz hali olan, ZT = S2T/ , mutlak sıcaklık (T) ile transport parametreleri olan, Seebeck katsayısı (S), elektriksel iletkenlik () ve toplam termal iletkenlik ( = e+L burada e elektronik katkı, L ise örgü titreşimleri katkısını göstermektedir) gibi parametrelere bağlıdır. İyi (ZT değeri yüksek olan) bir TE malzeme, yüksek güç faktörü (S2) ve düşük termal iletkenliğe sahip olmalıdır. Tranport parametreleri doğrudan birbirlerine bağlı olduğu için yüksek ZT değeri elde etmek kolay değil. Bu amaçla izlenen genel yöntem malzemenin elektronik özelliği korunurken termal iletkenliğin maksimum oranda düşürülmesinin sağlanmasıdır. Termal iletkenliğin elektronik katkısının Wiedman-Franz yasasından dolayı elektriksel iletkenlikle doğrudan ilişkili olması, termal iletkenliğin düşürülmesi ile ilgili düşüncelerin örgü titreşimleri katkısının düşürülmesi üzerine yoğunlaşmasını sağlamıştır
Bu amaçla kullanılan malzemelerin başında Skutterudite (Norveç’te küçük bir maden kasabası olan Skutterud adından gelmekte) bileşikler gelmektedir. Bu bileşikler yeni nesil TE malzemeler olup, değiştirilebilen elektronik yapıları yüksek ZT değeri elde edilmesinde önemli rol oynamaktadır.
Binary (ikili) Skutterudite bileşiğinin kristal yapısı cisim merkezli kübik yapı olup uzay grubunda (Im3) yer alır ve birim hücreleri MX3 (burada M: Co, Rh ya da Ir gibi metal atomları, X: P, As, Sb pnicogen atomları göstermektedir) yapısına sahip 8 küpten oluşur. Skutterudite bileşiklerin birim hücresi yabancı atomların yerleşebileceği iki tane büyük boşluk bulundurur. Bu boşlukların doldurulması ile oluşturulan yapıya Katkılı Skutterudite bileşikler denir. Katkılı Skutterudite bileşiklerin kimyasal formülü 2M8X24 ya da M4X12 (burada , katkı atomlarının yerleştiği boşlukları göstermektedir) ile gösterilir. Bu bileşiklere katılan katkı iyonları birim hücre içinde Sb atomlarının oluşturduğu icosahedral yapı ile oldukça zayıf bağ yaparlar. G. S. Slack ve arkadaşları bu katkı atomlarının Einstein osilatörü gibi bağımsız davranabileceğini ve ısı taşıyan fononların güçlü saçılmalarına neden olarak termal iletkenliğin önemli ölçüde düşmesine neden olabileceğini ileri sürmüşlerdir. Slack ve arkadaşlarının bu teorisi birçok deneysel sonuçla da doğrulanmıştır.
Skutterudite bileşikler içerisinde CoSb3, katkı atomlarının yerleşebileceği en geniş boşluklara sahip olan bileşik gurubudur. Bunun nedeni Sb atomlarının P ve As atomlarına göre daha büyük yarıçapa sahip olmalarıdır. Boşlukların geniş olması katkı limitini artırmakta, böylece yapının elektronik özelliği bozulmadan, termal iletkenliği önemli ölçüde düşürülmektedir.
Bu çalışmada, CoSb3 Skutterudite bileşiği Ba, Yb, In, ve Ce katkı atomları ile katkılandırılarak elde edilen bileşiklerin elektriksel iletkenlik, termoelektrik özellikleri incelenmiş ve yapısal analizi yapılmıştır. Böylece yüksek verimli yeni TE malzemeler sentezleyerek yeni nesil enerji dönüşüm teknolojisine katkı sağlamayı hedeflemiş bulunuyoruz.
Dostları ilə paylaş: |