GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14

GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
GEFİK-2014
İZMİR GENÇ FİZİKÇİLER KONGRESİ
14-16 Temmuz 2014
Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir
ÖZET KİTAPÇIĞI
www.gefik.org
gefik2014@gefik.org
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
GEFİK-2014 ONUR KONUĞU
PROF. DR. M. ALİ. ALPAR
DANIŞMA ve BİLİM KURULU
Prof. Dr. R. Tuğrul Senger
İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
Prof. Dr. Durmuş Ali Demir
İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
Prof. Dr. Nadide Kazancı
Ege Üniversitesi
Prof. Dr. Uğur Tırnaklı
Ege Üniversitesi
Doç. Dr. Ümit Akıncı
Doç. Dr. Muhammed Deniz
Dokuz Eylül Üniversitesi
Dokuz Eylül Üniversitesi
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
DÜZENLEME KURULU
Canan N. Karahan
İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
Gözde Özbal
İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
Tuğrul Güner
İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
Yusuf Yüksel
Dokuz Eylül Üniversitesi
Sevil Sarıkurt
Dokuz Eylül Üniversitesi
Özgür Naci Öztaykutlu
Dokuz Eylül Üniversitesi
Özgür Afşar
Ege Üniversitesi
Emir Haliki
Ege Üniversitesi
Ahmet Çelikoğlu
Ege Üniversitesi
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
ii
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
ÖNSÖZ
Bu yıl üçüncüsünü düzenleyeceğimiz ‘İzmir Genç Fizikçiler Kongresi (GEFİK-2014)
ile üniversitelerde lisansüstü eğitim aşamasında olan, doktora sonrası araştırmalar yapan
genç fizikçilerin çalışma konularına dair sunumlarıyla aralarında bir etkileşim
yaratmalarını amaçlamaktayız.
Bilimin kolektif bir üretim süreci olduğu gerçeğinden yola çıkan bizler, bilimsel üretimi
en üst seviyeye çıkarma hedefindeyiz. Bu sürecin içerisinde yer alan bireylerin kendi
dar çerçevelerinde yürütemeyecekleri kadar zorlu, bu dar çerçeveler içerisine mahkûm
edilen bilimin de kısır ve verimsiz olacağını düşünmekteyiz. Bilimin ancak kendi
alanlarında uzmanlaşma çabası içinde olan genç bilim insanlarının birbirleriyle
etkileşimleri ile verimli, ilerlemeye açık ve bir o kadar da keyifli olacağına
inanmaktayız.
Geçtiğimiz yıldan bu yıla ne yazık ki fizik başta olmak üzere temel bilimler alanında
ülkemizde olumlu gelişmeler yaşanmamıştır. Bilim daha da değersizleştirilmiş, başta
fizik bölümleri olmak üzere Türkiye üniversitelerindeki temel bilim bölümlerine ilgi
daha da azalmıştır. Bu yönüyle GEFİK-2014 etkinliğinin tersine bir hava yaratabilmesi,
kongrenin bir diğer amacıdır.
Bu anlamda bilim insanı olma yolunda ilerleyen bizler, birbirimizi ve uzmanlık
alanlarımız içerisinde yaptığımız çalışmaları tanımak ve tanıtmak, bu yolu birlikte
yürümek, alanlarımızda uzmanlaşma süreçlerimiz içerisinde en üst seviyede birbirimizle
etkileşmek ve bilgi ortaklıkları kurmak amacıyla sizleri Dokuz Eylül Üniversitesi, Ege
Üniversitesi ve İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü ortaklığı ile gerçekleştireceğimiz bu
etkinliğimize katılmaya davet ediyoruz.
GEFİK Düzenleme Kurulu
iii
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
ÇAĞRILI KONUŞMALAR
KOD YAZAR
KONUŞMA BAŞLIĞI
SAYFA
NO
viii
Ç01
Cem Salih Ün
Süpersimetri, Higgs ve LHC
Ç02
Beste Korutlu
Yüzyılın Keşfi, Higgs Parçacığı ve Doğallık
ix
Parçacık Hızlandırıcılarında Elektron Bulut Etkisi
ile Oluşan Empedans ve Wake Potansiyel
Hesaplamaları
x
Fatih Yaman
Fatih Erman
Kuantum Mekaniğinde Renormalizasyon
xi
Ç03
Ç04
iv
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
SÖZLÜ BİLDİRİLER
KOD YAZAR
S01
S02
Ayşe Kuday
Aykut Evren YAVUZ
S03
Fulya AYDIN
S04
S05
Mustafa POLAT
Mehmet
YAĞMURCUKARD
EŞ
S06
S07
S08
Şahin KINAL
Gülşen
KARAKOYUN
Şeyma ORTATATLI
S09
S10
Canan N. KARAHAN
Cihan BACAKSIZ
S11
Recep KANDEMİR
S12
Mehmet ÖZDOĞAN
S13
Mürsel ŞEN
S14
Gözde ÖZBAL
S15
İlkin SENCAR
S16
Ozan SARGIN
S17
S18
Tuğrul GÜNER
Erdi KUŞDEMİR
S19
Onur İNAN
S20
Yiğitcan UZUN
BİLDİRİ BAŞLIĞI
Tek Halka Seviyesinde Higgs Çift Üretimi
Manyetik Alan Etkisi Altında Liyotrop Nematik
Sıvı Kristallerin Optiksel Özelliklerinin
İncelenmesi
Menemen Ovası Bitki Ürün Deseninin Uzaktan
Algılama Yöntemleri İle Belirlenmesi
GaAs (211)B Hazır Tabanının Yüzey İncelemesi
İki Tabakalı Grafen Nano Şeritlerin Elektronik ve
Manyetik Özelliklerinin Mekanik Yolla
Değiştirilmesi
Karbonun Gizli Yüzü: Grafen
Donmuş Örgü Noktası Düzensizliği İçeren Spin-1
Blume-Capel Modelinin Denge Dışı
Davranışlarının İncelenmesi
Pt Nanokristallerinin Yapi Simülasyonu ve
Perovskit Tipi LaMO3 (M=Fe, Co) Katalizörlerinin
X-Işını Toz Kırınımı Analizi
Modifiye Enerjetiklerden Relativistik MOND
Hekzagonal AlN: Katman Sayısına Bağlı Elektronik
Özellikleri
Düşük Enerjili Diagnostik X-Işını Spektrumuna
Filtre Etkisinin Geant4 Tabanlı Gamos ile Monte
Carlo Simülasyonu
Gözenekli Silisyumun Yapısal ve Optiksel
Karakterizasyonu
99
Tc ve 36Cl Beta Kaynakları Kullanılarak Al
Soğurucuların Yarı-Değer Kalınlıklarının Deneysel
ve Kesirsel Matematik Kullanılarak İncelenmesi
Tam Sayı Olmayan Boyutlu Uzayda Fröhlıch
Polaron Hesaplamaları
Fisyon Bariyeri Hesaplamalarında Şekil
Bağımlılığının İncelenmesi
Polimer Kuantizasyonunda Tünelleme ve Kuantum
Zeno Etkisi
Tünelleme Zamanı için Entropik Yaklaşım
İki Boyutlu Elektronik Uygulamalar İçin Tek
Katmanlı Grafen Sentezi
Ultrasonik Polimer Degraslasyonunun Bulanık
Mantık Yöntemi ile Modellenmesi
Çok katmanlı Süperiletken YBa2Cu3O7-x İnce
Filmlerin Üretilmesi ve Karakterizasyonu
v
SAYFA
NO
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
POSTER BİLDİRİLERİ
KOD YAZAR
P01
Ali Rıza ŞAHİNER
P02
Alper YANILMAZ
P03
Aynur AKÇAY
P04
Barış AKBALI,
Korhan ÇAKMAK
Emrah
KOCAARSLAN
P05
P06
P07
Eyyüp DURAK
Ufuk AKÇAALAN
P08
Hüseyin SALMAN
P09
P10
Sinan DUYU
Suna TUTAK
P11
P12
Tansu ÜSTÜN
P13
Yücel BİLİR
P14
H. Muzaffer Sagban
Yenal GÖKPEK
BİLDİRİ BAŞLIĞI
Özel Tasarlanmış Biyogaz Üreteciyle Üretilen
Gazın Veriminin Artırılması
Termal Kimyasal Buhar Biriktirme Yöntemiyle
Grafen Büyütülmesi üzerinde Hidrojen Akış
Oranının Etkisinin İncelenmesi
Platin, Oksijen ve PtxOy Kümelerinin Tek Tabaka
Alüminyum Nitrata Etkisinin İncelenmesi
Grafen Kuantum Noktalarının Optiksel Ve
Elektronik Özellikleri
Dzialoshinskii-Moriya Etkileşmesine Sahip Dört
Kubitlik Ising Sisteminin Isısal Dolaşıklığının
İncelenmesi
Minimum Maliyetli Güneş Enerjili Araba Dizaynı
nat
Ce, 140Ce, 142Ce İzotopları için (γ,n) Reaksiyon
Tesir Kesitlerinin Hesaplanması
Sm İzotopları için Fotonötron Reaksiyon Tesir
Kesitlerinin Hesaplanması
Düşük Maliyetli Biyodizel Üretimi
Y-bölgesine yapılan Ca katkısının YBCO
süperiletken sistemleri üzerine etkisi
Reaktör antinötrinosu-elektron saçılımı
Bazı Çinko Halojenürlerin Titreşim Frekanslarının
Kuramsal Olarak İncelenmesi
Safsızlığın Dört Kubitlik J1-J2 Heisenberg XXX
Sisteminin Taban Durum Dolaşıklığı Üzerindeki
Etkilerinin İncelenmesi
Pürülü Cam Yüzeye Büyütülmüş n-Tipi
Mikrokristal İnce Film Malzemelerde Saf Su Ve
Beyaz Işık İle Yaratılan Metastabilite Etkilerinin
Fotoiletkenlik Yöntemleri İle İncelenmesi
vi
SAYFA
NO
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
ÇAĞRILI
KONUŞMALAR
vii
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
Süpersimetri, Higgs ve LHC
Cem Salih Ün
Uludağ Üniversitesi, Fizik Bölümü, Görükle Kampüsü, Nilüfer, 16059 Bursa Türkiye
Temel parçacıkların Standard Model’inin (SM) uzun yıllardır başarıyla geçtiği
yüksek hassasiyetli deneylere, son yıllarda ATLAS [1] ve CMS [2] tarafindan yaklaşık
125 GeV kütlesinde, skaler bir rezonansın gözlenmesi de eklendi. Yapılan son analizler
bu skaler rezonansın SM’in öngördüğü Higgs bozonuna çok benzer özelliklere sahip
olduğunu gösterse de [3] Higgs kütlesine gelen büyük radyatif katkılar sebebiyle, SM’in
Higgs kütlesini stabilize edememesi ve ayrıca 125 GeV kütleli Higgs bozonu ile Higgs
potansiyelinin minimumunun kararlı olmaması nedeniyle SM’in başarılı ancak belirli
enerji skalalarına kadar geçerli bir efektif teori olarak düşünülebilir. Bu çalışmada
SM’den ve neden SM ötesi teorilere gerek duyulduğundan kısaca bahsedildikten sonra,
SM ötesi teorilerin en güçlü adaylarından biri olarak Süpersimetri (SUSY) ve SM’in
minimal süpersimetrik versiyonu (MSSM) ele alınacaktır. ATLAS, CMS ve LHCb
deneylerinden gelen güncel limitler tartışıldıktan sonra bazı süpersimetrik büyük
birleşme teorilerine (GUT) ve bunlardan hareketle kurulmuş süpersimetrik modellere
değinilecektir. Bu modellerden SO(10) GUT’ne ayrı olarak değinilecek ve Yukawa
Çiftlenim Sabitlerinin Birleşimi koşulu da uygulanarak düşük enerjilerdeki
implikasyonları tartışılacaktır [3-7].
Referanslar
[1] G. Aad et al. [ATLAS Collaboration], Phys. Lett. B 716, 1-29 (2012)
[2] S. Chatrchyan et. Al [CMS Collaboration], Phys. Lett. B 716, 30 (2012)
[3] S. Dawson et.al [Higgs Working Group], arXiv:1310.8361
[4] I. Gogoladze, Q. Shafi and C. S. Ün, Phys. Lett. B 704, 201-205 (2011)
[5] I. Gogoladze, Q. Shafi and C. S. Ün, JHEP 1208, 028 (2012)
[6] I. Gogoladze, Q. Shafi and C. S. Ün, JHEP 1207, 055 (2012)
[7] M. A. Ajaib, I. Gogoladze, Q. Shafi and C. S. Ün, JHEP 1307, 139 (2013)
viii
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
Yüzyılın Keşfi, Higgs Parçacığı ve Doğallık
Dr. Beste Korutlu
İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Fizik Bölümü,Gülbahçe Kampüsü, Urla, 35430 İzmir Türkiye
Geçtiğimiz yüzyıldan bu yana, evrenin temel yapı ve işleyişini anlamak adına dikkate
değer bir ilerleme kaydedilmiştir. 1970'lerin başlarında bu çabaların nihai ürünü olarak
oluşturulan Standart Model (SM), maddenin temel yapı taşlarını (fermiyonlar) ve
bunların arasındaki etkileşimleri minimal bir yaklaşımla açıklayan bir kuramdır.
Günümüze kadar parçacık hızlandırıcılarında mevcut enerjilerde gerçekleştirilmiş olan
bütün deneylerle mükemmel bir uyum sergilemiş olan bu model, 4 Temmuz 2012
tarihinde, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'ndaki (LHC) ATLAS ve CMS deneylerinde,
varlığını modelin teorik olarak öngördüğü, SM'in son eksik parçacığı olan Higgs
parçacığı ile uyumlu, 125.9 \pm 0.4 GeV kütleli skaler bir parçacığın keşfinin
açıklanmasıyla birlikte, bir kez daha doğrulanmış oldu. Temel parçacıkların kütle
özelliğini nasıl kazandıklarını anlamamız için önemli bir adım olarak görülen bu keşifle,
varlığını neredeyse yarım yüzyıl önce birbirinden bağımsız olarak öne sürmüş olan
bilim insanları, François Englert ve Peter W. Higgs, 2013 Nobel Fizik Ödülü'nü almaya
hak kazandılar.
SM başarılarının yanı sıra, bazı temel eksiklikleri de bünyesinde barındırmaktadır.
Bunlardan en önemlsi “Doğallık Problemi” adıyla bilinmektedir. Higgs bozonu ve
doğallık problemi üzerine hazırladığım bu sunumun ilk bölümünde, Higgs bozonunun
keşfinin arkasında yatan teorik motivasyonu açıklayacağım. İkinci bölimde ise, doğallık
problemi olarak adlandırdığımız, Higgs bozonunun kütlesine gelen kuadratik
ıraksamaların çözümüne yönelik yaptığımız bir yayınımızın sonuçlarını paylaşacağım.
Bahsi geçen yayında, ayar simetrileri altındaki değişmezliği Stueckelberg skaler alanın
varlığı ile sağlanan ve kütlesini Higgs mekanizması yoluyla kazanan saklı bir vektör
alanının Higgs kütle karesindeki kuadratik ıraksamalara katkısı, tek halka mertebesinde
mevcut kuadratik ıraksamaları sıfırlayaracak yönde olup, Higgs alanı ile etkileşim
kuplajı ince-ayar yoluyla belirlendiğinde, Higgs doğallık problemine çözüm
üretilebileceğini gösterdik. Saklı skaler sektörlerin aksine, kuadratik ıraksamalar hem
Higgs alanı, hem de saklı vektör ve Stueckelberg alanları için sağlandığından, buradaki
stablizasyon tamdır. Büyük Hadron çarpıştırıcısında gözlemlenebilir sinyaller
bırakabilecek olan bu model önemli sonuçlar doğurabilir.
Referanslar:
[1] D. A. Demir, C. N. Karahan and B. Korutlu, “Higgsed Stueckelberg Vector and Higgs
Quadratic Divergence”. Submitted to Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics.
[2] C. N. Karahan and B. Korutlu, “Effects of a Real Singlet Scalar on Veltman Condition,”
Phys. Lett. B 732 (2014) 320 [arXiv:1404.0175 [hep-ph]].
ix
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
Parçacık Hızlandırıcılarında Elektron Bulut Etkisi ile Oluşan
Empedans ve Wake Potansiyel Hesaplamaları
Fatih Yamana, Erion Gjonajb, Oliver Boine-Frankenheimb, Thomas Weilandb ve
Giovanni Rumoloc
a
İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü,Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü,Gülbahçe
Kampüsü, Urla, 35430 İzmir Türkiye
b
Technische Universität Darmstadt, Institut für Theorie Elektromagnetischer Felder,
Schlossgartenstr. 8, 64289 Darmstadt, Almanya
c
CERN, Geneva, İsviçre
Parçaçık hızlandırıcılarında proton veya pozitif yüklü iyon demetlerinin elektron
bulutları ile etkileşmesi, demetteki parçacıkların kaybına, emitans büyümesine, demet
yörüngesinde değişimlere ve kararsızlıklara neden olur. Tüm bu olumsuz etkilerin
büyüklüğünü literatürde “wake” alanları ile ifade etmek mümkündür. Bu çalışmada, GSISIS18 ve CERN-LHC / SPS hızlandırıcıları ele alınarak boylamasına wake alanları ve
empedansları üç boyutlu Maxwell denklemlerinin Süreksiz Galerkin-Sonlu Elemanlar
Metodu (DG-FEM) ile hassas doğrulukta çözümüne dayanan Hücrede Parçacık Yöntemi
(PIC) kodu kullanılarak hesaplanmıştır [1,2].
Araştırmalarımızda, elektron-iyon etkileşimi sonucu ortaya çıkan “pinch” etkisi [3]
gözlemlenmiş olup, elektron bulut etkisine dayanan empedans değişimleri elde edilmiştir.
Şekil 1: Elektron bulutu içerisinde iyon demetinin propagasyonu
Referanslar
[1] F. Yaman, E. Gjonaj, T. Weiland, 3D EM PIC code to study e-Cloud effects for short
bunches (<50ns), CERN - GSI Electron Cloud Workshop,7-8 March 2011, Geneve, Switzerland,
[2] O. Boine-Frankenheim, F. Yaman, E. Gjonaj, T. Weiland and G. Rumolo, Energy Loss
and Longitudinal Wakefield of Relativistic Short Ion Bunches in Electron Clouds, Proceedings
of IPAC 2011, pp. 2229-2231, 2011.
[3] G. Franchetti, I. Hofmann, W. Fischer, and F. Zimmermann, Inchoherent effect of space
charge and electron cloud, Phys.l Rev. Special Topics Accelerators and Beams, 12, 2009.
x
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
Kuantum Mekaniğinde Renormalizasyon
Fatih Erman
İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Matematik Bölümü,Gülbahçe Kampüsü, Urla, 35430 İzmir
Türkiye
Kuantum mekaniğinde model potensiyel olarak kullanılan noktasal Dirac delta
potensiyelleri iki boyutta fiziksel olarak anlamsız, sonsuzluk içeren sonuçlar
vermektedir. Bu durumu aşmanın yolu, kuantum alan teorilerinde kullanılan
renormalizasyon yöntemidir. Böylelikle, noktasal etkileşimler anlamli bir problem
olarak tanımlanabilir hale gelebilmektedir. Ayrıca, iki boyuttaki noktasal etkileşimler
renormalizasyon yöntemini ve burada kullanılan kavramları daha kolay bir çerçevede
pedagojik olarak anlamamıza kolaylık sağlamaktadır.
Referanslar
[1] S. Albeverio et all, Solvable models in Quantum Mechanics, (AMS, Rhode Island,
2004).
[2] P. Gosdzinsky, R. Tarrach, AJP, 59 70 (1991).
[3] F. Erman, O. T. Turgut, JPA, 48 12 (2007).
xi
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
SÖZLÜ
BİLDİRİLER
12
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
S01
Tek Halka Seviyesinde Higgs Çift Üretimi
Durmuş Ali Demira, Ayse Kudaya , Sinan Kudayb ve İsmail Turanc
İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Fizik Bölümü,Gülbahçe Kampüsü, Urla, 35430 İzmir Türkiye
a
b
c
İstanbul Aydın Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi,Küçükçekmece, 34295 İstanbul, Türkiye
Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Fakültesi Fizik Bölümü, Çankaya,06800 Ankara, Türkiye
Elektrozayıf simetri bozunumundan ve temel parçacıkların kazandıkları kütlelerden
sorumlu olan Higgs bozonunun Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (BHÇ)'nda keşfinden sonra
parçacık fiziğinde yeni bir dönem başlamış oldu. Bir sonraki önemli adım, Higgs
bozonunun Standard Model (SM) Higgs bozonu olup olmadığını ayırt etmek için,
etkileşim kuplajlarını ölçmek olacaktır. Higgs’in ayar bozonlarına ve fermiyonlara
kuplajlarının yanısıra higgsin özkuplajları da yeni fiziğin varlığını göstermesi açısından
önemli bir araştırma alanıdır.
Bu çalışmada, Higgs parçacığının BHÇ ve yeni nesil dairesel çarpıştırıcılar için
gluon füzyonu yoluyla çift üretimini "tam" hesaplayarak mevcut efektif higgs
modelleriyle karşılaştırdık. Hesaplamalardaki üçlü etkileşme özkuplajının, standart
model higgs parçacığının üçlü etkileşme kuplajina oranının 8, 14 ve 100 TeV kütle
merkezi enerjilerinde nasıl değistiğini analiz ettik. Higgs’in çeşitli bozunum kanallarına
karşılık gelen arka alan simulasyonlarını gerçekleştirdik. Sonuçta yapılan analizlerle
higgs özkuplajlarına getirilecek olan sınırlamalar yeni fizik araştırmalarında önemli rol
oynayacaktır.
Referanslar
[1] E. W. N. Glover and J. J. Van der Bij, Nucl. Phys. B309, 282 (1988).
[2] T. Plehn and M. Rauch, Phys. Rev. D72, 053008 (2005).
[3] V. Barger and L. Everett, C. B. Jackson and G. Shaughnessy Phys. Lett. B728, 433 (2013).
[4] D. Demir and N. K. Pak, Phys. Lett. B411, 292 (1997).
13
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
S02
Manyetik Alan Etkisi Altında Liyotrop Nematik Sıvı Kristallerin
Optiksel Özelliklerinin İncelenmesi
Aykut Evren Yavuza, Özgür Masalcıa
Ege Üniversitesi, Fen Fakültesi Fizik Bölümü, Bornova, 35100 İzmir, Türkiye
a
Sıvı kristal fazlar, sıvı ve katı faz arasında gözlenen ve bu iki fazın belirli
özelliklerini tek başına gösterebilen maddenin fazı olarak kabul edilmektedir [1]. Sıvı
kristalleri özel kılan durum, sıvılar gibi akışkan iken aynı zamanda katı kristaller gibi
yönelimsel düzene sahip olabilmeleridir [2]. Sürfektanların bir çözücü içerisinde
çözünmesiyle liyotropik sıvı kristaller oluşturulabilir [3,4]. Her biri farklı özelliklere
sahip çok sayıda liyotrop sıvı kristal ara fazları vardır. Polarize mikroskopta bu ara
fazlar incelenerek birbirlerinden ayırt edilebilirler.
Çalışmamızda liyotropik nematik sıvı kristallerin manyetik alan altında optiksel
özelliklerinin değişimi polarize mikroskop metodu kullanılarak incelenmiştir. Manyetik
alan altında ara fazların zamanla çift kırıcılık değerlerinde artış tespit edilmiş ve tekstür
özelliklerinde değişimler meydana gelmiştir. Diğer yandan manyetik alan değeri
arttırılarak çift kırıcılık artışının hızı tespit edilmeye çalışılmıştır.
Referanslar
[1] S. Chandrasekhar, Liquid Crystals, (Cambridge University Press, 1992)
[2] Jan P.F. Lagerwall, G. Scalia, Current Applied Physics, 12 (6), 1387 (2012)
[3] R.G. Laughlin, The Aqueous Phase Behaviour of Surfactants, (Academic Press, London,
1996)
[4] Evans D. Fennell and H.Wennerström, The Colloidal Domain (Wiley VCH., New York,
1999)
14
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
S03
Menemen Ovası Bitki Ürün Deseninin Uzaktan Algılama Yöntemleri
İle Belirlenmesi
Fulya AYDIN1, Hasan SARPTAŞ2
Ege Üniversitesi, Güneş Enerjisi Enstitüsü, 35100, Bornova, İzmir,
fulya.aydin.edu@gmail.com
2
Yrd. Doç. Dr., Ege Üniversitesi, Güneş Enerjisi Enstitüsü, 35100, Bornova, İzmir,
hasan.sarptas@ege.edu.tr
1
Toplam 23000 ha’lık tarım arazisi potansiyeli ile bölgenin en önemli tarımsal
üretim alanlarından biri olan Menemen Ovası, İzmir kenti sebze ihtiyacının büyük bir
bölümünü karşılamaktadır. Tarımsal ürün çeşitliliği, organik tarıma uygun alanların
varlığı, bölge sanayi merkezlerine yakınlığı ve ana ulaşım ağı üzerinde bulunması gibi
pek çok avantaja sahip Menemen Ovası, plansız tarımsal üretim, kontrolsüz tarımsal
ilaç kullanımı, tarım alanlarının imara açılması nedeniyle üretim alanlarının daralması
ve tarımda kullanılan su kaynaklarının sanayi ve tarımsal atıklar nedeniyle kirlenmesi
gibi çeşitli zorluk ve tehditlerle karşı karşıyadır. Gerek gıda ve sanayi kaynaklı ürün
talebi (piyasa koşulları) gerekse bölgenin toprak ve su kaynaklarındaki sınırlamalar
nedeniyle ovanın ürün deseni zaman içinde önemli oranda değişim göstermektedir. Bu
nedenle, tarımsal planlama açısından üretimin (bitki ürün deseninin) izlenmesi oldukça
önemlidir. Bitki ürün deseninin belirlenmesi için kullanılabilecek en etkin yöntem
uzaktan algılamadır. Uzaktan algılama, arazide inceleme ve değerlendirme ile
kıyaslandığında hem ekonomiktir hem de kısa sürede büyük alanların
değerlendirilebilmesine olanak sağlar.
Arazi incelemeleri için yaygın olarak kullanılan ve ücretsiz olarak temin
edilebilen LANDSAT uydu görüntüleri bitki ürün deseni tespiti için de kullanılabilir.
Bu çalışmanın amacı, LANDSAT 8 uydu görüntüleri kullanılarak bitki ürün deseninin
belirlenmesi için uygulanacak süreci ortaya koymak ve Menemen Ovası bitki ürün
desenini belirlemektir. Çalışmada, LANDSAT 8’den elde edilen ham görüntülerin
yorumlanması için ön işlemler (radyometrik ve geometrik düzeltme, görüntü
zenginleştirme ve filtreleme) yapılmış daha sonra görüntüler üzerinde senaryo
çalışmasına geçilmiştir. Ön işlemlerden sonra uydu görüntüsü üzerinden bitki ürün
desenlerinin sınıflandırılması için gerçekleştirilen arazi çalışmasında, Menemen Ovası
üzerinde 41 bölgeden yer kontrol noktası ve bu noktalardaki ürün desenleri
belirlenmiştir. Bitki ürün deseni denetimsiz olarak ve arazi çalışmasında elde edilen
veriler (referans noktaları) kullanılarak denetimli olarak sınıflandırılmış ve doğruluk
payları tespit edilmiştir. Çalışmada uygulanan yöntem ile bitki ürün deseninin zaman
içinde değişimi kolaylıkla izlenebilir.
Anahtar Sözcükler: bitki ürün deseni, vejetasyon, uzaktan algılama, LANDSAT 8, uydu görüntüsü
15
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
S04
GaAs (211)B Hazır Tabanının Yüzey İncelemesi
Mustafa POLAT, Selin ÖZDEN, Ozan ARI, Elif ÖZÇERİ, Yusuf
SELAMET
İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü- Fizik Bölümü, 35430 İzmir
Ticari olarak büyütmeye hazır alınabilen GaAs tabanının yüzey inceleme çalışmalarına
literatürde fazla derecede rastlamak mümkündür [1-5]. Hazır olarak satın alınan GaAs
taban üzerine Moleküler Işın Demeti Epitaksi (MBE) yardımıyla herhangi bir yapı veya
katman büyütülmeden önce detaylı şekilde incelenmesi gerekmektedir.
Son yıllarda gelişen teknoloji ile birlikte GaAs tabanlar MBE, MOVPE ve LPE gibi
kristal büyütme yöntemleri için büyütmeye hazır şekilde ticari olarak bulunabilmektedir.
Bu kristal büyütme yöntemleri arasında MBE yöntemi düşük sıcaklık, çok düşük basınç
ve kontrollü büyütme yapılabilmesi ile öne çıkmaktadır [6]. MBE yöntemiyle büyütme
yapılabilmesi için kullanılan hazır tabanın yüzeyi de diğer büyütme yöntemlerine oranla
daha temiz ve daha kusursuz olmalıdır. Ticari olarak satılan GaAs tabanlar büyütmeye
hazır olarak üretilirken yüzeyi korumak için büyütülen oksit katmanın yapısı ve içeriğine
ek olarak kristal kalitesi de detaylı olarak incelenmelidir. Bu çalışmada taban
yüzeyindeki oksit yapısı, tabanın kristal kalitesi ve pürüzlülük değerleri kimyasal
işlemler öncesinde ve sonrasında XRD, XPS, SEM-EDX ve AFM yardımıyla karakterize
edilmiştir.
Şekil 1. GaAs (211)B taban haritası (arcsec cinsinden)
Aşağıda Hata! Başvuru kaynağı bulunamadı.’de GaAs (211)B hazır tabanına
ait bir taban haritası (wafer map) gösterilmektedir. Tabanın kristal kalitesi 18.54 arsec ile
20.88 arcsec arasında değişmektedir.
Referanslar
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Rei Vilar, M., et al., Characterization of wet‐etched GaAs (100) surfaces. Surface and interface
analysis, 2005. 37(8): p. 673-682.
Allwood, D., et al., Characterization of oxide layers on GaAs substrates. Thin Solid Films,
2000. 364(1): p. 33-39.
Surdu-Bob, C., S. Saied, and J. Sullivan, An X-ray photoelectron spectroscopy study of the
oxides of GaAs. Applied surface science, 2001. 183(1): p. 126-136.
Massies, J. and J. Contour, Substrate chemical etching prior to molecular‐beam epitaxy: An
x‐ray photoelectron spectroscopy study of GaAs {001} surfaces etched by the
H2SO4‐H2O2‐H2O solution. Journal of applied physics, 1985. 58(2): p. 806-810.
Sadowska, D., et al., Optimisation of the epi-ready semi-insulating GaAs wafer preparation
procedure. Vacuum, 2003. 72(3): p. 217-223.
Knodle, W.S. and R. Chow, Molecular Beam Epitaxy: Equipment and Practice. Handbook of
Thin Film Deposition Processes and Techniques, 2001: p. 381.
16
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
S05
İki Tabakalı Grafen Nano Şeritlerin Elektronik ve Manyetik
Özelliklerinin Mekanik Yolla Değiştirilmesi
Mehmet YAĞMURCUKARDEŞ ve R.Tuğrul SENGER,
İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Fizik Bölümü, 35430 Urla, İzmir, Türkiye
Son yıllarda deneysel sentez ve nano boyutta malzeme üretimi alanlarındaki hızlı
gelişmelerin sonucu olarak ilginç özelliklere sahip olan grafen bazlı malzemeler
bilimsel çalışmalara büyük bir ivme kazandırmıştır. Bu bağlamda zigzag kenarlı grafen
nano şeritlerde elektronik ve manyetik özellikleri bakımından yeni bir ilgi alanı
oluşturmuştur. Geçmiş birçok çalışmada zigzag kenarlı grafen nano şeritlerin belirli
fiziksel özelliklerinin genişlik gibi bazı parametrelere bağlı değişimleri rapor edilmişti
[1]. Tek tabaka zigzag grafen nano şeritler gibi iki tabakalı zigzag kenarlı grafin nano
şeritlerinde (İZGNŞ) elektronik ve manyetik özelliklerinin konumlanmaya ve genişliğe
bağlı değişimleri yine çalışılan konular arasındadır [2,3].
Bu çalışamada yoğunluk fonksiyonel teorisi (DFT) metodu kullanılarak, farklı
genişlikteki İZGNŞ’ler için değişik konumlanmalar arasındaki geçişlerde sistemin
toplam enerji değişimi, yasak bant aralığı enerjisinin değişimi, kenar karbon atomları
üzerinde oluşan manyetik moment değişimi gibi fiziksel özelliklerinin mekanik olarak
kontrolü incelendi. Ayrıca tabakalara paralel bir dış elektrik alan etkisi altında sistemin
elektronik ve manyetik özelliklerinin değişimi hesaplandı.
Şekil 1: a) İZGNŞ için AA konumlanması, b) AA-AA orta noktası konumlanması, c)
AB konumlanması, d) İZGNŞ için manyetik yapılaşma durumu.
Teşekkür:Bu çalışma TÜBİTAK 111T318 numaralı proje kapsamında yapılmıştır
Referanslar
[1] Lili Sun, Peng Wei, Jianhua Wei, Stefano Sanvito and Shimin Hou ,J. Phys.: Condens.
Matter 23 425301 (2011)
[2] H.Santos , A.Ayuela , L.Chico , Emilio Artacho , Phys. Rev. B 85, 245430 (2012)
[3] Kirti K.Paulla , Amir A. Farajian , J. Phys.: Condens. Matter 25 115303 (2013)
17
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
S06
Karbonun Gizli Yüzü: Grafen
Şahin KINAL, Gökhan UTLU
Ege Üniversitesi, Fen Fakültesi Fizik Bölümü, Bornova, 35100 İzmir, Türkiye
Grafen nano temelli yapıların öncüsü olup, onun özelliklerini, davranışlarını ve
yapısını iyi anlamak oluşturulacak olan malzeme ya da cihazın en iyi verimlilikle
kullanılması için büyük önem teşkil etmektedir.
Tek katmanlı grafenin keşfi, kolay bir yöntem olan mikromekaniksel ayrıştırmayla
ilk olarak A.Geim ve K.Novoselov tarafından 2004 yılında gerçekleşmiştir.Grafeni bu
şekilde üretmek kolay olmasına rağmen gözlemleme aşaması bir hayli zordur.Grafen
katmanlarını optik mikroskop yardımıyla gözlemlemek için alt tabaka olarak alınan
ideal SiO2’ nin kalınlığının 300 nm olduğu sonucuna varılmıştır.Bu kalınlık çok hassas
olup 5% oranında değişmesi bile grafeni tamamen görünmez yapabilir.Ayrıca insan
gözünün maksimum düzeyde algıladığı dalga boyuna sahip olan yeşil ışık altında grafen
daha belirgin hale gelmektedir.[1]
Yapılan bu çalışmada grafenin yapısı, sentezlenmesi, özellikleri ve kullanım
alanlarına yer verilmiştir. Grafen muhteşem özellikleri sayesinde, biyomedikal alanda
biyosensör ve ilaç taşıyıcı olarak, elektronik alanda esnetilebilir cihazlarda ve
transistörlerde, optik uygulamalarında fotodedektör olarak ve günümüzün en önemli
ihtiyaçlarından biri olarak enerji uygulamaları gibi bir çok farklı alana sızabilmektedir.
Grafen içerisinde elektron hareketliliğinin çok yüksek olması, optik geçirgenliğinin
98%’ e kadar çıkması, elmastan bile daha iyi bir termal iletkenliğe sahip olması ve çok
yüksek bir Young Modülünün (1.0 TPa±0.1TPa) verdiği avantajla eşsiz özelliklere sahip
yeni cihazların yada malzemelerin ham maddesi olacaktır. Bütün bu özelliklerin sadece
bir element etrafında saklanması bilim ve teknoloji için grafeni paha biçilemez bir
materyal yapmaktadır.
Referanslar
[1] K. S. Novoselov, D. Jiang, R. Yang, T. J. Booth, A. K. Geim, A. H. Castro Neto P. Blake, E.
W. Hill Making graphene visible Appl. Phys. Lett. 91, 063124 (2007) DOI:10.1063/1.2768624
18
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
S07
Donmuş Örgü Noktası Düzensizliği İçeren Spin-1 Blume-Capel
Modelinin Denge Dışı Davranışlarının İncelenmesi
Gülşen KARAKOYUNa
Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Fakültesi Fizik Bölümü, Buca, 35390 İzmir, Türkiye
a
Parçacıklar arası etkileşimin şiddetli olduğu çok parçacık sistemlerinin istatistiksel
mekaniği birçok zor matematiksel problemi içine alır. Bu kapsamda amaçlanan,
etkileşen parçacıklardan oluşan sistemlerde parçacıkların davranışını açıklayabilen basit
bir matematiksel ifade bulmaktır. Spin-spin etkileşiminin yanı sıra tekli iyon anizotropi
veya kristal alan terimi içeren spin-1 Blume-Capel modeli bu ihtiyaca cevap veren
matematiksel olarak birçok kolaylık sağlayan, fiziksel olarak son derece güçlü istatistik
mekaniksel tabanlı bir modeldir. Bu çalışmada, salınımlı bir dış manyetik alan etkisi
altındaki donmuş örgü noktası düzensizliği içeren spin-1 Blume-Capel modelinin
dinamik faz geçişi özelliklerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu doğrultuda, sistemin
zaman evrimi Glauber stokastik dinamiği ile modellenerek, kararlı hal çözümleri
ortalama alan yaklaşımı (OAY) altında elde edilmiştir. Modelin farklı düzlemlerdeki faz
eğrileri ve dinamik düzen parametresinin termal değişimini içerecek sayısal
hesaplamalar sonucu elde edilen faz diyagramları ilgili düzlemlerde sunulmuştur. Diğer
yandan elde edilen verilerin doğruluğunun sınanmasında, safsızlık içermeyen kinetik
spin-1 Blume-Capel modeline ait sonuçlardan yararlanılmıştır[1,2]. Örgü noktalarına
yapılan çok küçük seyreltme ile elde edilen dinamik faz geçiş noktalarının, manyetik
alan ve kristal alan etkilerine odaklandığı belirlenmiştir. Dinamik olarak düzenli ve
düzensiz fazların bir arada bulunduğu bölgenin örgü noktalarına yapılan seyreltmelerle
ortadan kaybolduğu saptanmıştır. Ayrıca bağ seyreltme parametresine bağlı olarak,
birinci dereceden faz geçiş çizgilerinin kaybolarak yerini ikinci dereceden faz
geçişlerinin aldığı gözlemlenmiştir. Bunlara ek olarak, farklı frekanslarda uygulanan
salınımlı dış manyetik alanın sistemin davranışında farklı etkiler ortaya koyması ayrıca
önem arz etmektedir. Bu bulgular ile örgü noktası düzensizliğinin sistem dinamiğini
belirgin bir şekilde etkilediği sonucuna ulaşılmıştır.
Referanslar
[1] M. Keskin, O. Canko ve U. Temizer, Phys.Rev. E 72 (2005) 036125;
[2] M. Keskin, O. Canko ve B. Deviren Phys. Rev. E 74 011110 (2006)
19
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
S08
Pt Nanokristallerinin Yapi Simülasyonu ve Perovskit Tipi LaMO3
(M=Fe, Co) Katalizörlerinin X-Isini Toz Kirinimi Analizi
Seyma Ortatatlia, Claudia Weidenthalera
a
Max-Planck-Institut für Kohlenforschung, Powder Diffraction and Surface
Spectroscopy Department, Kaiser-Wilhelm-Platz 1, 45470, Mülheim an der Ruhr,
Germany.
Kristal malzemelerin yapisal karakterizasyonu ve aritimi icin kullanilan geleneksel
kristalografik yöntemler, malzeme boyutlari nanometreler mertebesine indirgendiginde
veya yapidaki kusurlar söz konusu oldugunda, yetersiz kalmakta ve analizi
zorlastirmaktadir. Bu sebeple, hem atomik boyutlarda yapi analizini kolaylastiracak hem
de yapi hakkinda daha dogru sonuclar elde edilmesini saglayacak yöntemlere ihtiyac
duyulmaktadir. Bu projede, hem nanokristal ve/veya kusurlu yapilarin hem de bu
yapilara ait toz kirinim desenlerinin simülasyonu ve malzeme özelliginden bagimsiz
olarak, yapi icinde belli bir uzaklikta atom ciftleri bulma olasiligina dayanan böylece
malzeme boyutunu belirlemeyi de saglayan “pair distribution function (PDF)”
analizinin [3], kusurlu yapilara uygulanarak kristalografik ve kimyasal analizleri
amaclanmaktadir.
Projenin ilk asamasinda, degisik boyut ve sekillere sahip Pt nanokristalleri, bu
kristallere ait X-isini toz kirinim ve PDF desenleri (Sekil 1) DISCUS [1] programi
kullanilarak simüle edilmis, CO ve
oksidasyonu icin oldukca iyi katalizörler olarak
bilinen
(M=Fe, Co) [2] katihal reaksiyonu yöntemi ile hazirlanmis, X-isini toz
kirinim deneyleri ve Rietveld aritimi ile yapi analizleri yapilmistir.
(a)
(b)
Sekil 1. DISCUS ile simüle edilmis farkli boyut ve sekillere sahip Pt nanokristalleri (a) ve farkli boyuttaki
küresel Pt nanokristallerinin pdf analizi (b).
Referanslar
[1] R. B. Neder and T. Proffen, J. App. Cryst., Volume 32, 1999.
[2] G. Pecchi, M.G. Jiliberto, A. Buljan, E.J. Delgado, Solid State Ionics 187 (2011) 27–
32.
[3] Simon J. L. Billinge and M. G. Kanatzidis, Chem. Commun., 749-760, 2004.
20
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
S09
Modifiye Enerjetiklerden Relativistik MOND
Canan N. Karahan
İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Fizik Bölümü,Gülbahçe Kampüsü, Urla, 35430 İzmir Türkiye
Modifiye edilmiş Newton dinamiği (MOND) [1] Karanlık Maddeye [2] alternatif olarak
gelecek vaat eden bir teoridir. Galaksi ölçeklerindeki yapıların dinamiğini açıklamada
bir çok başarıya sahiptir. Buna rağmen, zayıf alan limitlerinde bire bir kuvvetin MOND
formuna indirgenebilen bir relativistik teorinin olmaması hala bir sorundur. Bu yüzden,
“relativistik limitte enerji-momentum tensöründeki hangi modifikasyonlar doğru
MOND rejimine sebep olur?” sorusunu araştırmaya başladık. Bir başlangıç çalışması
olarak aksiyon prensibi üzerinde ısrarcı olmaktan kaçındık ve sadece hareket
denklemlerine odaklandık. Bu çalışma, açık bir aksiyon fonksiyoneli olmamasına
rağmen, Milgrom’un modifiye eylemsizlik yaklaşımını relativistik alana genişletme
olarak düşünülebilir. Sonuçlarımız gösterdi ki, eğer enerji momentum tensörü düz
metriği referans alarak metriğin determinantını içeriyor ise doğru MOND limiti ortaya
çıkmaktadır [3].
Referanslar
[1] Milgrom M., “A modification of the Newtonian dynamics as a possible alternative to the
hidden mass hypothesis”, ApJ, 270, 365-384, (1983).
[2] Zwicky F., “ Die Rotverschiebung von extragalaktischen Nebeln, Helvetica Physica Acta”,
6, 110–127, (1933).
[3]Durmuş A. Demir, Canan N. Karahan, “Relativistic MOND from Modified Energetics” ,
submitted to PRD (2014)
21
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
S10
Hekzagonal AlN: Katman Sayısına Bağlı Elektronik Özellikler
C. Bacaksiza, H. Sahinb, D.Ozaydına, S. Horzumb, R. T. Sengera ve F. M. Peetersb
a
İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Fizik Bölümü, 35430 Urla, İzmir, Türkiye
b
Antwerp Üniversitesi, Fizik Bölümü, 2610 Antwerp, Belçika
Son yıllarda grafen üzerine yapılan teorik ve deneysel çalışmalar, grafen benzeri
diğer malzemeler üzerine olan ilgiyi artırdı. Silisen, germanen, geçiş metali
dikalkojenitleri ve III-V ikili bileşiklerinin grafen benzeri yapılarının üzerinde duruldu.
Geniş bant aralıklı bir yarı-iletken olan AlN'ın da bir kaç katmanlı hekzagonal yapısının
üretildiği rapor edildi [1].
Bu çalışmada, yoğunluk fonksiyoneli kuramı (DFT) kullanarak, AlN'in wurtzite
(wz), zinc-blende (zb), rock-salt (rs) yapılarıyla beraber, tek katman, iki katman, çok
katman ve yığınsal hekzagonal yapılarının özellikleri hesaplandı. Özellikle katman
sayısına bağlı olarak, hekzagonal AlN için elektronik bant yapısının değişimi incelendi.
Hekzagonal AlN tek katmandan on katmana kadar dolaylı bant yapısına sahipken, on
katman ve sonrası ve yığınsal yapısında direkt bant aralığına sahip olduğu görüldü.
Şekil 1: 3, 5, 8 ve 10 katman hekzagonal AlN yapılarının elektronik bant yapısı. Siyah oklar,
değerlik bandından iletim bandına en küçük enerjili geçişleri gösteriyor.
Referanslar
[1] P. Tsipas, S. Kassavetis, D. Tsoutsou, E. Xenogiannopoulou, E. Golias, S. A. Giamini, C.
Grazianetti, D. Chiappe, A. Molle, M. Fanciulli, and A. Dimoulas, Appl. Phys. Lett. 103,
251605 (2013).
22
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
S11
Düşük Enerjili Diagnostik X-Işını Spektrumuna Filtre Etkisinin
Geant4 Tabanlı Gamos ile Monte Carlo Simülasyonu
Recep Kandemira, Emel Adaa,c , Kadir Akgüngöra,b
Dokuz Eylül Üniversitesi, Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Medikal Fizik AD, Balçova, İzmir Türkiye
a
b
c
Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Fakültesi Fizik Bölümü, Buca, İzmir, Türkiye
Dokuz Eylül Üniversitesi, Tıp Fakültesi , Radyoloji AD, Balçova, İzmir Türkiye
X-ışını tüpleri bremsstrahlung ve karakteristik X-ışını üretiminde kullanılmaktadır. Tanısal
görüntüleme amaçlı kullanılan cihazlarda (röntgen, mamografi, bilgisayarlı tomografi v.b) bulunan Xışını jeneratörleri 30-150 kV potansiyeli altında çalıştırılmaktadır. İstenilen potansiyel ve anot
malzemesine bağlı olarak üretilen X-ışını spektrumları farklılık göstermektedir. Ayrıca, üretilen fotonların
ortalama enerjisini artırmak, kalitesini yükseltmek ve hasta dozunu azaltmak için belirli kalınlıklarda
filtre malzemeleri de kullanılmaktadır[1].
Bu çalışma ile X-ışını jeneratöründe üretilen fotonların enerji spektrumlarına filtre malzemesinin
etkisinin Monte Carlo simülasyonuyla araştırılması amaçlanmıştır. Ayrıca simülasyon ile elde edilen
datalar, deneysel veriler ve matematiksel hesaplamalara dayalı bir yazılım olan Spektr[2] ile de
karşılaştırılarak Monte Carlo'nun deneysel sonuçlarla tutarlılığı test edilmek istenmiştir.
Monte Carlo simülasyonunda, radyodiagnostik amacıyla sıklıkla kullanılan 70, 100 ve 120 kV
potansiyel enerjileri tercih edilmiştir. Anot malzemesi tungsten(W), filtre malzemesi alüminyum(Al),
detektör malzemesi olarak da silisyum(Si) seçilmiştir.
Sonuçlar göz önüne alındığında filtre edilmemiş enerji spektrumu ile filtre edilmiş spektrum arasında
özellikle bremsstrahlung bölgesinde beklenildiği gibi anlamlı farklılıkların olduğu, aynı potansiyel enerji
altında farklı kalınlıklarda elde edilen spektrumlar incelendiğinde beklenildiği gibi filtre malzemesinin
gelen X-ışınlarının kalitesini artırdığı, ortalama enerjiyi yükselttiği gözlemlenmiştir. Simülasyon verileri
Spektr yazılımı sonuçları ile karşılaştırıldığında anlamlı bir fark elde edilmemiştir. Dolayısıyla, Monte
Carlo hesaplamalarına dayalı Gamos[3] ile bu türden hesaplamalar yapılabilir.
a)
b)
Şekil 1: a) Monte Carlo ile üretilen 120, 100 ve 70 keV filtre uygulanmayan enerji
spektrumları, b) 3mm Al filtre uygulandıktan sonra elde edilen enerji spektrumları
Referanslar
[1] J. T. Bushberg et al,The Essential Physics of Medical Imaging, (Lippincott Williams & Wilkins;
2012. 1048 pp)
[2] Siewerdsen et al, Spektr: a computational tool for x-ray spectral analysis and imaging system
optimization, Medical Physics 31[11]: 3057-3067, (2004)
[3] Pedro Arce et al, Gamos: A framework to do Geant4 simulations in different physics fields with an
user-friendly interface, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators,
Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Volume 735, 21, (2014)
23
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
S12
Gözenekli Silisyumun Yapısal ve Optiksel Karakterizasyonu
M. Özdoğana, A. Çetinela, G. Utlua, N. Artunça, E. Tarhanb, G. Şahinb
a
Ege Üniversitesi, Fen Fakültesi Fizik Bölümü, Bornova, 35100 İzmir, Türkiye
İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Fizik Bölümü,Gülbahçe Kampüsü, Urla, 35430 İzmir Türkiye
b
Gözenekli silisyum ilk kez 1956 yılında A. Ulhir tarafından hidroflorik asit ile
silisyuma elektriksel parlatma işlemi uygularken keşfedilmiştir [1]. Ancak 1990 yılında
L. T. Canham ve arkadaşları, gözenekli silisyumun kırmızı fotolüminesans özelliğini
(oda sıcaklığında) keşfedene kadar çok az ilgi gördü [2]. Özellikle son yirmi yılda
kapsamlı bir şekilde çalışıldı. Gözenekli silisyumun oda sıcaklığı görünür bölge
fotolüminesans özelliği, kimyasal ve biyolojik sensörler, medikal tanılama, optik
aygıtlar, optoelektronik ışık yayan diyotlar (LED) gibi çeşitli uygulamalarda
kullanılmıştır [3, 4, 5]. Özellikle geniş yüzey alanı (küçük bir hacim içinde), kontrol
edilebilir gözenek boyutları, uygun yüzey kimyası, gözenekli silisyumu bu uygulamalar
için uygun bir materyal yapmaktadır [3].
Bu çalışmada, gözenekli silisyumun yapısal ve optiksel özellikleri incelendi. Hafif Pkatkılı n-tip Si (100) örnekler, 1-10 ohm-cm özdirençli, %10’luk HF-etanol çözeltisinde
elektrokimyasal aşındırma yöntemi ile gözenekli hale getirildi. Akım yoğunluğu olarak
20, 40, 60, 80, 100 mA/cm2, anodizasyon süresi olarak da 15 dk. seçildi. Örneklerin
yapısal özellikleri SEM ve Raman ölçümleri ile optiksel özellikleri ise fotolüminesans
(PL) ölçümleri ile incelendi.
Yapısal incelemeler, gözenek boyutlarının ve
gözenekliliğin artan akım yoğunluğuna bağlı olarak arttığını gösterdi. Artan akım
yoğunluğu ile PL şiddetlerinde artış ve piklerde maviye kayma gözlendi. Ayrıca, bu
sonuçlar literatürdeki çalışmalarla uyumludur.
Referanslar
[1] A. Ulhir, AT&T Tech. J., 35, 333 (1956).
[2] L. T. Canham, Appl. Phys. Lett., 57, 1046 (1990).
[3] K. Behzad, W. M. M. Yunus, Z. A. Talib, A. Zakaria, A. Bahrami, Int. J. Electrochem.
Sci., 7, 8266 (2012).
[4] E. G. Chadwick, N. Mogili, C. O’Dywer, J. D. Moore, J. S. Fletcher, F. Laffir, G.
Armstrong, D. A. Tanner, RCS Adv. 3, 42, 19393 (2013).
[5] B. Cho, S. Jin, B.-Y. Lee, M. Hwang, H.-C. Kim, H. Sohn, Micro. Eng., 89, 92 (2012).
24
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
S13
99
Tc ve 36Cl Beta Kaynakları Kullanılarak Al Soğurucuların
Yarı-Değer Kalınlıklarının Deneysel ve Kesirsel Matematik
Kullanılarak İncelenmesi*
Mürsel Şena, Abdullah Engin Çalıkb ve Hüseyin Ertikc
Dumlupınar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fizik Anabilim Dalı, 43100 Kütahya,
Türkiye
b
Dumlupınar Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, 43100 Kütahya, Türkiye
c
Akdeniz Üniversitesi, Alanya Eğitim Fakültesi, Matematik Öğretmenliği Bölümü, 07425
a
Alanya, Antalya, Türkiye
Beta parçacıkları herhangi bir soğurucu malzeme içinden geçerken, elektromanyetik
kuvvetlerin etkisiyle, malzeme içindeki elektronlar ve atomların çekirdekleri ile
etkileşirler. Bu etkileşmeler sonucunda, beta parçacıkları enerjilerinin bir kısmını
malzeme içindeki elektronlara aktarır (iyonlaşma) ve atom çekirdeklerinden çoklu
saçılmaya uğrayarak yönlerini değiştirirler. Malzeme içindeki beta parçacıklarının
enerjilerinin bu şekilde azalması, beta-ışıma şiddetinin mesafeye göre değişimi ile
tanımlanabilir. Bu tanımlama, en basit yaklaşımla, birinci mertebeden lineer bir
diferansiyel denklem ile yapılmaktadır. Ancak deneysel sonuçlar, beta-ışıma şiddetinin
mesafeyle üstel olmayan (non-exponential) bir şekilde değiştiğini göstermektedir.
Malzeme içine nüfuz eden beta parçacıkları başlangıçta aynı kinetik enerjiye sahip
olsalar bile, her bir beta parçacığının malzeme içindeki atomlarla etkileşmeleri ve enerji
kaybetme süreçleri birbirinden farklılık göstermektedir. Bunun sonucunda, beta
parçacıkları birbirinden farklı fraktal benzeri yollar takip ederek malzeme içine nüfuz
etmekte ve beta-ışıma şiddetinin değişimi üstel formdan sapma sergilemektedir.
Özellikle, düşük enerjili beta parçacıkları için saçılma ve geri saçılma olayları enerji
kaybetme süreçlerinin üstel davranışından sapmaya neden olmaktadır. Bu nedenle,
birinci mertebeden bir diferansiyel denklem gerçekçi bir tanımlama için yeterli değildir.
Bu çalışmada, fraktal bir kinetik modele dayanarak, beta-ışıma şiddetinin mesafeyle
değişimi Caputo türevli kesirsel bir diferansiyel denklem ile tanımlanmaktadır. Bu
denklemin çözümü olan Mittag-Leffler fonksiyonu,
kütle soğurma katsayısı ve
soğurucu malzemenin fraktallığını karakterize eden kesirsel türev mertebesine bağlı
olarak elde edilmektedir. 99Tc ve 36Cl beta kaynakları kullanılarak alüminyum
soğurucuların yarı-değer kalınlıkları deneysel ve teorik olarak incelenmektedir. Bilinen
soğurma denklemi ile yapılan hesaplamalar deneysel değerlerden farklı olmaktadır.
mertebeli kesirsel soğurma denkleminden elde edilen sonuçlar ise deneysel
sonuçları iyi bir şekilde karşılamaktadır.
*Bu çalışma, Dumlupınar Üniversitesi 2013/31 numaralı Bilimsel Araştırma Projesi ile desteklenmiştir.
25
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
S14
TAM SAYI OLMAYAN BOYUTLU UZAYDA FRÖHLICH
POLARON HESAPLAMALARI
Gözde Özbal a, R.Tuğrul Senger a
a
İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Fizik Bölümü,Gülbahçe Kampüsü, Urla, 35430 İzmir
Türkiye
Polaron bir ortamın fononlarıyla elektronun etkileşimini tarif eden, tanımlayan
sözde parçacıktır. Fröhlich (büyük) polaronun mikroskopik açıklaması tam çözümleri
kabul etmeyen Fröhlich Hamiltonyen tarafından verilir. Polaronun temel durum
enerjisinin ve etkin kütlesinin hesaplanmasında bazılarının sadece büyük veya küçük
elektron-fonon çiftlenim sabiti için geçerli olduğu birkaç yaklaşım yöntemi kullanılır.
Polaronun levha veya tel geometrisi gibi bir dış potansiyel tarafından hapsedildiği
düşük boyutlu sistemlerde polaronik enerji ve etkin kütlenin artış gösterdiği
bilinmektedir [1,2].
Bu çalışmada Fröhlich polaron üzerindeki parabolik potansiyelin getirdiği
sınırlama derecesi miktarının belirlenmesi yönünde bir yaklaşım sunuldu. Bu amaç
doğrultusunda öncelikle, elektron fonon çiftlenim sabitinin tüm değerlerini kapsayan bir
metodoloji kullanılması ile, levha ve tel benzeri geometriler biçimindeki sınırlandırma
potansiyelinin parametrelerinin fonksiyonu olarak temel durum enerjisinin varyasyonu
hesaplandı.
Aynı yaklaşım çerçevesinde tam sayı olmayan boyutlu uzay cebri [3]
uygulanarak polaron problemi izotropik D boyutlu uzayda çözüldü. (Etkin boyut
parametresi D, levha geometrisi için kesiksiz olarak 3ten 2ye, tel geometrisi için 3ten 1e
kadar değişir). Son olarak elektron-fonon çiftlenim sabitinin büyük ve küçük olduğu
limitte, iki hesaplamadan elde edilen polaronun temel durum enerjileri eşleştirilerek
verilen sınırlama ve malzeme parametreleri için polaronun etkin boyut parametresi
tanımlandı.
Referanslar
[1] A. Ercelebi and R. T. Senger, Journal of Physics: Condensed Matter 6, 5455 (1994).
[2] T. Yildirim and A. Ercelebi, Journal of Physics: Condensed Matter 3, 4357 (1991).
[3] F. H. Stillinger, Journal of Mathematical Physics 18, 1224 (1977).
26
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
S15
Fisyon Bariyeri Hesaplamalarında Şekil Bağımlılığının İncelenmesi
İlkin Sencara, Bora Canbulaa ve Halil Babacana
Celal Bayar Üniversitesi, Fen-Edeb. Fak. Fizik Bölümü, Muradiye, 45140, Manisa, Türkiye
a
Çekirdeğin bağlanma enerjisini makul derecede tahmin edebilen sıvı damlası modeli
[1], 1935 yılında ortaya konmuştur. Dört yıl sonra, çekirdeğin sahip olduğu elektrik
yükü yeterince arttığında, çekirdeğin iki parçaya ayrılacağı önce deneysel [2], ardından
sıvı damlası modeline deformasyonun da bir serbestlik derecesi olarak eklenmesiyle de
teorik olarak gösterilmiş [3] ve bu süreç fisyon olarak adlandırılmıştır. Bu fenomenin ilk
teorisi [4], deforme olmuş sıvı damlası yüzeyini Legendre polinomlarının bir serisi
cinsinden ifade edilmesi ile olmuştur. Sıvı damlası modelinin günümüzde de kullanılan
modern versiyonu [5], bilinen tüm çekirdekler için bağlanma enerjilerini ve kuadropol
momentlerini oldukça isabetli, çekirdekte deformasyonun bir serbestlik derecesi olarak
alınmasıyla, taban durum ve eyer noktalarının potansiyel enerji yüzeyleri arasındaki
fark olarak tanımlanan fisyon bariyerlerini ise ağır çekirdeklerde makul derecede
açıklayabilmiştir. Ancak ne bu modern teori ne de bu teorinin yenilenmiş hali olan
damlacık modeli [6], orta-ağır veya daha hafif çekirdeklerin fisyon bariyeri
yüksekliklerini hesaplamakta başarılı olamamıştır. Ağır çekirdeklerde fisyon bariyeri
hesaplamalarında sıvı damlası türevi modellerin başarısının sırrı ise o kütle bölgesindeki
çekirdeklerin ovalimsi (prolate yada oblate) olmasından kaynaklanmaktadır. Orta-ağır
veya daha hafif çekirdeklerde ise deformasyon artıkça çekirdeklerin sahip olduğu şekil
değişimi beklenenin aksine gerçekleştiğinden dolayı, bu çekirdekler için deformasyona
bağlı farklı şekil tanımlamaları yapılmasına ihtiyaç duyulmaktadır.
Mevcut deneysel fisyon bariyeri verisi 77 ağır çekirdek için bulunmaktadır [7].
Fisyon bariyeri yüksekliklerinin teorik hesaplamaları ise fisyon sürecindeki çekirdeğin
şekil tanımlamaları ile doğrudan bağlantılıdır. Literatürdeki teorik modellerde ise
simetrik ve asimetrik bölünmeler için Cassini ovaloidleri [8] veya küresel
konfigürasyonların türevleri [9] gibi farklı şekil parametrizasyonlarını içeren hesaplama
yöntemleri kullanılmaktadır.
Fisyon bariyerlerinin ve genişliklerinin orta-ağır veya daha hafif ağırlıktaki
çekirdeklerin yer aldığı nükleer reaksiyon hesaplamalarında girdi oluşturabileceği
çalışmalara taban oluşturması amacıyla bu çalışmada, şekil parametrizasyonunun fisyon
bariyeri yüksekliklerinin hesaplamaları üzerindeki etkisini inceleme adına farklı
modellerden elde edilen sonuçlar deneysel verilerle karşılaştırılacak.
Referanslar
[1] C.F. von Waizsacker, Z. Phys. 96, 431-458 (1935).
[2] O. Hahn, F. Strassman, Naturwissenchaften 27, 89-95 (1939)
[3] L. Meitner, O.R. Frisch, Nature 143, 239-240 (1939).
[4] N. Bohr, J.A. Wheeler, Phys. Rev. 56, 432-434 (1939).
[5] W.D. Myers, W.J. Swiatecki, Nucl. Phys. 81, 1-60 (1966).
[6] H.J. Krappe, J.R. Nix, A.J. Sierk, Phys. Rev. C 20, 992-1013 (1979).
[7] R. Capote ve ark., Nuclear Data Sheets 110, 3017-3214 (2009).
[8] V.V. Pashkevich, Nucl. Phys. A 169, 275-293 (1971).
[9] A. Mamdouh ve ark., Nucl. Phys. A 679, 337-358 (2001).
27
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
S16
POLİMER KUANTİZASYONUNDA TÜNELLEME VE KUANTUM
ZENO ETKİSİ
Ozan SARGINa, Durmuş Ali DEMİRa
a
İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Fizik Bölümü,Gülbahçe Kampüsü, Urla, 35430 İzmir Türkiye
Polimer kuantizasyonu gravitenin tedirgemesiz kuantizasyonunun düşük enerji
limitlerini araştırmak için loop kuantum gravite bağlamında ortaya konmuş, kanonik
komütasyon bağıntılarının standart dışı ve egzotik bir temsilidir. Bu,Weyl-Heisenberg
cebirinin Schrödinger temsiline eşdeğer olmayan temsillerinden biridir. Bu temsil
Schrödinger mekaniğine eşdeger olmadığından, Stone-von Neuman özgünlük teoremine
göre her iki temsilin operatörleri arasında birebir karşılıklılık olmamalıdır. Görülmüştür
ki, bu yapıda konum ve momentum operatörleri aynı anda tanımlanamaz. Bu çalışmada
biz standart konum operatörünün yanı sıra momentum operatörünün benzeri olan ikinci
bir operatör kullanıyoruz. Momentum operatörüne benzer bir operatör tanımlamak için,
teorinin serbest parametresi olarak kalıp kaldırılamayan düzenleyici bir uzunluk
skalasına ihtiyaç vardır. Bu serbest parametrenin, loop kuantum gravitedeki uzayın
temel parçalı yapısından kaynaklandığı düşünülür.
Polimer kuantizasyon planının bir başka uygulaması olarak, bu çalışmada biz bir
boyutlu kuantum mekaniksel tünelleme olayını göreceli olmayan bir parçacığın polimer
temsili bakışaçısıyla inceleyerek iletim ve yansıma katsayılarını çıkarıp bu katsayıların
toplamının olasılık korunumunun gerektirdiği gibi bire eşit olduğunu gösteriyoruz.
Herhangi bir tünelleme olayı kaçınılmaz olarak akıllara tünelleme zamanını
getirdiğinden parçalı uzay geometrisine çok uygun bir zaman operatoru tanımlayarak
analitik olarak tünelleme zamanı hesaplamaya girişiyoruz. Zaman ifademizi sıfır
polimer uzunluk skalası etrafında Maclaurin serisine açarak Kuantum Zeno etkisinin
polimer sisteminde varoluşuna işaret eden sonuçlara ulaşıyoruz. Kuantum Zeno etkisi
bir kuantum sisteminin bir ilk durumdan son duruma geçiş yapmasını kısıtlamadır. Özet
olarak, çalışmamızın sonucunda uzayın parçalı yapıya kavuşturulması Kuantum Zeno
etkisine yol açar diyebiliriz. [1]
Referanslar
[1] D. A. Demir, O. Sargın, submitted to Phys. Lett. A
28
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
S17
Tünelleme Zamanı için Entropik Yaklaşım
Durmuş Ali Demira ve Tuğrul GÜNERa
İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Fizik Bölümü,Gülbahçe Kampüsü, Urla, 35430 İzmir Türkiye
a
Kuantum mekaniğini klasik fizikten ayıran en belirgin örneklerden biri kuantum
tünellemedir. Kısaca, belirsizlik ilkesi ve parçacığın dalga özelliği neticesinde ilgili
parçacığın klasik fizik çerçevesinde yasak olan bir enerji bölgesi içerisinden tünelleme
yapması olarak açıklanabilir. Condon ve MacColl ile 1930’lu yıllarda başlayan
tünelleme bölgesini daha iyi anlama çabaları, bugüne kadar çeşitli teorik ve deneysel
zaman hesaplarına, farklı tünelleme modellerine ve yine teorik ve deneysel çok sayıda
uygulamaya yol açtı.
Biz bu çalışmamızda, tünelleme yapan bir parçacık için kuantum mekaniğini ve
istatistiksel fiziği birlikte kullanarak teorik açıdan zaman hesabı yaptık. İstatistikteki
partisyon fonksiyonu ile Feynman yol integrali içerisinde aksiyon barındıran
eksponansiyel terim arasındaki benzerlik ve dolayısıyla zaman ile sıcaklığın birbirleri
cinsinden ifade edilebilirliği, tünelleme bölgesi için yazılacak uygun bir entropi
düşünmemize olanak sağladı. Bu entropi üzerinden kuantum mekaniksel olarak zaman
hesabı yapıldı ve daha sonra bulunan zaman ifadesinin gerçekten başarılı bir tünelleme
gerçekleştirmiş parçacığı temsil edip etmediği kontrolünü sağlamak için ek olarak
birtakım kriterler ve şartlar göz önüne alındı.
Sonuç olarak, teorik olarak mevcut olan tünelleme zamanı hesabı
yöntemlerinden farklı olarak yeni bir tünelleme zamanı hesabı yapıldı ve STM gibi
tünellemeyi etkin kullanan bir uygulama üzerinden bazı metaller baz alınarak gerekli
zaman ve şartlar hesaplandı. Deneysel olarak atto-saniye civarında tahmin edilen
tünelleme zamanı data'larına uygun sonuçlar elde edildi.
Referanslar
[1] E. U. Condon and P. M. Morse, Rev. Mod. Phys. 3, 43 (1931).
[2] L. A. MacColl, Phys. Rev. 40, 621 (1932).
[3] R. Landauer and T. .Martin, Rev. Mod. Phys. 66, 217 (1994); V. S. Olkhovsky and E.
Recami, Phys. Rept. 214, 339 (1992); V. S. Olkhovsky,E. Recami and J. Jakiel, Phys. Rept. 398,
133 (2004); H. G. Winful, Phy. Rept. 436, 1 (2006); M. Kaushik, C. K. Mondal and S. P. Bhattacharyya, Int. Rev. Phys. Chem. 26, 647 (2007);
[4] S. K. Sekatskii and V. S. Letokhov, Phys. Rev. B 64, 233311 (2001); Uiberacker et al.,
Nature 446, 627(2007); P. Eckle et al., Science 322, 1525 (2008); P. Eckle et al., Springer Ser.
Chem. Phys. 92, 60 (2009); D. Shar et al. Nature 485, 343 (2012).
29
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
S18
İki Boyutlu Elektronik Uygulamalar İçin Tek Katmanlı Grafen Sentezi
Erdi KUŞDEMİR, Alnazir İBRAHİM, Aysu ÖZARAS, Burak ERDAL, Yasemin
KESKİN, Dilce ÖZKENDİR, Volkan FIRAT ve Cem ÇELEBİ
İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Fizik Bölümü, Gülbahçe Kampüsü, Urla, 35430 İzmir Türkiye
Grafen, tamamı simetrik altıgen geometrili karbon atomlarından oluşan, bal peteği
örgüsüne sahip bir malzemedir. Tek atom kalınlığında iki boyutlu bir malzemenin
esnekliğine sahip olmasına rağmen, dayanıklılık gibi mekanik özellikler açısından
elmasa benzemektedir. Aynı zamanda grafendeki yük taşıyıcılarının hareketliliğinin
(mobilite) görece çok yüksek olmasından dolayı, bilim insanları tarafından günümüz
teknolojilerinde yaygın olarak kullanılan Si-tabanlı malzemelerin yerini alabilecek bir
alternatif olarak kabul edilmektedir. Ancak bu adayın bir enerji bandı aralığına sahip
olmaması, mikroelektronik ve optoelektronik alanlarında transistör veya optik duyarlı
bir malzeme olarak kullanılmasına engel olmaktadır.
Laboratuvarımızda yaptığımız çalışmalarda tek katmanlı grafen elde etmek için
görece yaygın olarak kullanılan birkaç yöntem üzerinde çalışılmaktadır. 2010 yılında A.
Geim ve K. Novoselov’un Nobel ödülünü de kazanmalarını sağlayan ‘Mikromekanik
ayrıştırma yöntemi ile SiO2 tabanları üzerine grafen eldesi’
kullandığımız
yöntemlerden bir tanesidir. Elde edilen grafen örneklerinin optik mikroskop ve Raman
spektroskopisi ile karakterizasyonları yapılmaktadır.
Yapmakta olduğumuz diğer çalışmalar kapsamında endüstriyel üretime açık, daha az
safsızlığa sahip, tek katmanlı ve yüksek homojenlikte epitaksiyel grafen elde etmek için
Ref.[1,2]’de de sunulan ‘Ultra yüksek vakumda Silikon Karbür (SiC) tabanları üzerine
epitaksiyel grafen sentezi’ metodu kullanılmaktadır. Elde edilen epitaksiyel grafenler
üzerinde Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) ve Raman spektroskopisi
uygulanmaktadır. Ayrıca aynı örnekler kuvantum taşınım ölçümlerine de tabi
tutulacaktır.
Çalışmanın ileriki aşamalarında, üretimi yapılan tek katman grafenler üzerine,
dünyada yeni denenmeye başlanmış ‘blok kopolimer litografisi‘ yöntemi uygulanacak
ve bu sayede grafen nanoşerit ağları (GNA) elde edilecektir. Uygulanacak bu yöntem
sayesinde tek katman grafende bir yasak enerji bandı aralığı oluşturulması
amaçlanmaktadır. Yarıiletken özellikler kazandırılmış GNA örneklerinin band aralığı
büyüklüğü, taşıyıcı yük yoğunluğu, taşıyıcı hareketliliği gibi elektronik taşınım
parametreleri, düşük sıcaklıklardan (10 mK) oda sıcaklığına (300 K) kadar geniş bir
aralıkta belirlenecektir. [1].
Referanslar
[1] C.Çelebi et al./CARBON 50 (2012) 3026-3031.
[2] C.Çelebi et al./Applied Surface Science 264 (2013) 56-60.
30
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
S19
Ultrasonik Polimer Degraslasyonunun
Bulanık Mantık Yöntemi ile Modellenmesi
Onur İnana, Ali Özhan Akyüza ve Cankut Yıldırıma
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, Bucak Emin Gülmez TBMYO, Bucak, 15300 Burdur, Türkiye
a
Bulanık Mantık Modelleri belirsiz, muğlak ve eksik giriş verisinden kesin bir sonuca
ulaşmada kolay bir yol sağlamaktadır. Bu çalışma, ultrasonik polimer degraslasyonunun
deney sonuçlarının analizinde eksiltici kümelemeye dayalı etkili bir bulanık model
yaklaşımı sunmaktadır. Bulanık model; kümeleme, kural tabanlı lineer denklem
sisteminin hazırlanması ve parametre optimizasyonu adımlarını içermektedir. Deney
sonuçlarından bulanık modelimizi eğitmek ve doğruluğunu teyit etmek amacıyla veri
çiftleri elde edilmiştir. Eğitim ve kontrol veri çiftlerinin hata ölçümü için RMS (karekök
ortalama) kullanılmıştır.
Bu çalışma ultrasonik polimer degraslasyonunun parametrelerini yüksek doğrulukta
hesaplamaktadır. Bunun yanı sıra, bulanık modelin hesaplama zamanı oldukça
düşüktür.
Referanslar
[1] S. L. Chiu, “Fuzzy Model Identification Based On Cluster Estimation”, Journal of
Intelligent and Fuzzy Systems, vol. 2, pp. 267-278, (1994)
[2] M. Sugeno, T. Takagi, “Fuzzy identification of systems and its application to modeling
and control”, IEEE Trans. on Systems , Man & Cybernetics, vol. 15, pp. 116-132, (1985)
31
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
S20
Çok katmanlı Süperiletken YBa2Cu3O7-x İnce Filmlerin Üretilmesi ve
Karakterizasyonu
Yiğitcan UZUN ve İlbeyi AVCI
Ege Üniversitesi, Fen Fakültesi Fizik Bölümü, Bornova, 35100 İzmir, Türkiye
Çok katmanlı ince film yapısı süperiletken mikro-elektronik uygulamalarında
son derece önemli olmasıyla birlikte, yüksek sıcaklık süperiletkenleri kullanılarak bu
tarz bir yapının üretilmesi, bu malzemelerin bazı fiziksel özellikleri sebebiyle oldukça
zordur. Bu çalışmada, YBa2Cu3O7-x (YBCO) ve SrTiO3 (STO) malzemeleri için üretim
parametreleri optimize edilmiş ve çok katmanlı süperiletken ince film yapısının üretimi
gerçekleştirilmiştir. YBCO/STO/YBCO/STO/YBCO yapısı, STO ara katmanlar
kullanılarak (100) tek kristal STO altlıklar üzerine büyütülmüştür. YBCO ve STO ince
filmler sırası ile dc ve rf magnetron sputtering tekniği ile üretilmiştir. YBCO ince
filmlerin süperiletkenlik parametreleri her bir ince film üretim işleminin sonunda ac
manyetik alınganlık ve dc direnç – sıcaklık ölçümleriyle test edilmiştir. Yapının aygıt
uygulamalarında kullanılabilirliğini test etmek için en üst katman standart fotolitografi
ve kimyasal aşındırma işlemleri uygulanarak mikro-köprüler şeklinde desenlenmiş ve
çok katmanlı süperiletken aygıtın akım – gerilim karakteristiği test edilmiştir.
32
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
POSTER
BİLDİRİLERİ
33
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
P01
Özel Tasarlanmış Biyogaz Üreteciyle Üretilen Gazın Veriminin
Artırılması
Ali Rıza Şahinera, Nilay Akdeniza Durmuş Temiza,Sinan Duyua, Rıza Gökhan Akdemira,
Ali Çimena
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, Bucak Emin Gülmez TBMYO, Bucak, 15300 Burdur, Türkiye
a
Sürekli artış gösteren enerji ihtiyacını karşılamak için, mevcut enerji kaynaklarının yanı
sıra alternatif enerji kaynaklarından yararlanılması gerekmektedir. Atıkların biyogaz ve
enerji üretimi yoluyla değerlendirilmesi, fosil kaynaklara bağımlılığı azaltan alternatif
bir yoldur. Biyogaz, biyokütlenin işlenmesi sonucunda elde edilen yanıcı bir gazdır.
Biyogaz üretimi organik maddelerin ayrıştırılmasına dayandığı için temel madde olarak
bitkisel atıklar ya da hayvansal gübreler kullanılabilmektedir. Ayrıca kullanılan
hayvansal gübrelerin biyogaza dönüşümü sırasında fermante olarak daha faydalı hale
geçmesi, dünyada temel materyal olarak kullanımını yaygınlaştırmıştır [1-3].
Bu projede, hayvansal atıktan biyogaz üretmek üzere laboratuar tipi bir üreteç tasarımı
yapılmıştır. 0.046m3 hacmindeki üreteçte, hayvansal atık olarak inek gübresi
kullanılmıştır. Çalışma sıcaklığı 45 ◦C seçilmiştir. Deneme sonuçlarına göre; %50
oranında suyla seyreltilmiş inek gübresinden biyogaz üretimi yapılmıştır. Çıkan gazı
depolama ünitesi sayesinde araç LPG tankına basılmıştır. Neticede tanktan çıkan gazla
yakma işlemi gerçekleştirilmiştir.
Referanslar
[1] A. Alçiçek, H. Demiruluş, Ekoloji Çevre Dergisi, 13, (1994)
[2] S. Sözer, O. Yalnız, Akdeniz Ü. Ziraat Fak. Dergisi, 19, (2006)
[3] Doğan, M., Enerji Kaynakları-Çevre Sorunları ve Çevre Dostu Alternatif Enerji
Kaynakları Standard Dergisi, 39, (2000)
34
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
P02
Termal Kimyasal Buhar Biriktirme Yöntemiyle Grafen Büyütülmesi
üzerinde Hidrojen Akış Oranının Etkisinin İncelenmesi
Alper Yanılmaza, Begüm Yavaşa, Elif Özçeria, Hasan Aydına, Ozan Arıa ve
Yusuf Selameta
İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Fizik Bölümü,Gülbahçe Kampüsü, Urla, 35430 İzmir Türkiye
a
İlk olarak grafit tabakalarının ayrıştırılması ile elde edilen grafen, düzlem içi karbon bağlarının
sağlamlığı ile üstün elektriksel, mekanik ve optik özelliklerinden dolayı birçok alandaki uygulamalarıyla
ilgi çekmektedir.
Bu çalışmada tek katman veya çok katman grafen büyütmek için katalitik malzeme olarak bakır folyo
kullanıldı. Büyütme işleminden önce, ısıl işlem uygulanan bakır folyonun yüzey yapısı Atomik Kuvvet
Mikroskobu ile incelendi. Grafen büyütmesinde H2 akış oranının rolü büyütme sıcaklığı (996 oC), basınç
ve CH4 (30 sccm) akış oranı ile Termal Kimyasal Buhar Biriktirme yöntemiyle çalışıldı. Büyütme
işleminden sonra grafenin kalitesi ve katman sayıları, grafen katmanları başka bir alttaş üzerine transfer
edilmeden Raman Spektrometresi kullanılarak belirlendi.
H2 bakır folyo üzerinde oluşan oksit katmanını gidermek, büyütme sırasında C atomlarının folyo
üzerine yapışmasını sağlamak ve oluşan grafen bölgelerinin morfolojisi ile büyüklüğünü kontrol etmek
amacıyla tüm işlem boyunca kullanılmıştır [1]. Bakır folyo 89 dk boyunca tavlandı. Grafen büyütme
aşamasında CH4 ve H2 nin toplam basıncı yaklaşık 5 Torr olarak ayarlandı ve 996 oC’de 30 dk boyunca
gerçekleşti. Büyütme tamamlandıktan sonra H2 basıncı yaklaşık 2 Torr ayarlanarak kapak açılarak fırın
hızlıca soğutuldu [2]. H2 akış oranları Tablo.1 de gösterilmiştir.
Tüm Raman spektrumları 514 nm dalgaboylu lazer ile alınarak grafenin G, G' ve D pikleri belirlendi.
Isıl işlem uygulanmış bakır folyo üzerinde G ve G' piklerinin şiddet oranları (IG/IG') < 0.5 [3] olan tek
katman grafen oluştuğu gözlemlendi ve tek katman grafen büyütülmesi için en etkili H2 akış oranı
belirlenmiştir.
Örnek
Adı
H2
(sccm)
GRP218
GRP220
GRP222
GRP224
GRP225
GRP226
GRP228
GRP229
22
20
24
26
28
30
32
34
CH4
(sccm)
30
30
30
30
30
30
30
30
Tablo.1 Çalışılmış Grafen Büyütme Parametreleri
Referanslar
[1] Vlassiouk,I., et al. (2011). “Role of Hydrogen in Chemical Vapor Deposition Growth of Large SingleCrystal Graphene’’, Acs Nano 5(No.7): 6069-6076.
[2] Kim, H., et al. (2013). "Copper-vapor-assisted chemical vapor deposition for high-quality and metalfree single-layer graphene on amorphous SiO2 substrate." Acs Nano 7(8): 6575-6582.
[3] Elif Ozceri.“Influence of Ni Thin Film Structural Properties Over Graphene Growth by CVD’’, Izmir
Institute of Technology Department of Physics,Izmir,2013
35
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
P03
Platin, Oksijen ve PtxOy Kümelerinin Tek Tabaka Alüminyum Nitrata
Etkisinin İncelenmesi
Aynur Akçaya, Fatih Ersana ve Ethem Aktürka
Adnan Menderes Üniversitesi, Fizik Bölümü,Aytepe Kampüsü, Merkez, 09100 Aydın Türkiye
a
2004 yılında Novoselev ve Geim [1] tarafından grafenin sentezlenmesi düşük boyutlu
malzeme biliminde neredeyse her şeyi değiştirdi. Araştırmalar grafen ve silisenin iki boyutlu
yapısının elektronik özelliklerinin kuantum etkilerinden dolayı üç boyutlu yapsından daha etkin
olduğunu gösteriyor. Bu bilgi araştırmacıları bu yapılara benzer başka malzemelerin var olup
olmadığını araştırmaya yöneltti. Yapılan çalışmalar sonucunda III-V grubu elementlerininde
(AlN , BN, GaN, BSb) grafen benzeri hekzagonal yapıya sahip oldukları bulundu [2]. Bu
hekzagonal yapıya sahip III-IV yarıiletkenleri; geniş band aralığı, UV ve görünür bölgede
spektrum vermesi, yüksek erime noktası, yüksek termal iletkenlik gibi özelliklerinden dolayı
teknolojik alanda özellikle optoelektronik aygıtların yapımında kullanılmaktadır.
Bir geçiş metali olan platin ve platinden oluşan PtxOy kümeleri yüksek katalitik
özelliklerinden dolayı endüstride ve otomotiv sanayide kullanılmaktadır. AlN yapısının ve
PtxOy kümelerinin bu özellikleri göz önünde bulundurularak yaptığımız bu çalışmada: (4x4)
AlN yapısının band aralığını 2.87 eV olarak olarak bulduk. Pt, O ve PtxOy kümelerinin tek
tabakalı AlN’ye tutunma ve yerdeğiştirme işlemlerinin incelenen malzemenin elektronik ve
manyetik özelliklerini önemli ölçüde değiştirdiği görüldü. Örneğin Al yerine Pt, konulması ile
oluşturulan kusurlu yapının 1 .00 μ/cell manyetik momente sahip yarı-metal bir sistem iken Al
ile O yerdeğiştirildiğinde yine 1 .00 μ/cell manyetik momente sahip yarıiletken sistemler elde
edildi. Bu durum tek tabaka AlN’ın ve Pt, O, PtxOy ile etkileşmesi ile elde edilen sistemlerin,
yarıiletken aygıt teknolojisinde kullanılabileceğini göstermektedir.
Şekil 1: Tek tabakalı AlN yapısı
Referanslar
[1] K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S.V. Dubonos, I.
V.Grigorieva, A.A. Firsov, Science 3006,666 (2004)
[2]Şahin H., Cahangirov S., Topsakal M,, Bekiroğlu E., Aktürk E. and Ciraci S., (Phys.Rev.
B 80,155453-155464, 2009).
36
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
P04
Grafen Kuantum Noktalarının Optiksel Ve Elektronik
Özellikleri
Barış AKBALI ve Korhan ÇAKMAK
İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Fizik Bölümü,Gülbahçe Kampüsü, Urla, 35430 İzmir Türkiye
a
2 boyutlu tek katmanlı grafen etkileyici elektronik [1,2] ve optiksel özellikler
gösterir[3].Çünkü ‘quasiparticle’ların doğasının relativistik benzerliği ve sıfır enerji boşluğu
yüzünden dağılım Fermi seviyesine yakındır.Nano boyuttaki sıfır enerji boşluklu uzun grafen
yapılarının imalat teknikleri’ndeki son gelişmeler mühendislik tarafından boyut,şekil,köşe
yapılarının karakterleri ve taşıyıcı yoğunlukları olarak açılabilir ve aynı zamanda nano boyuttaki
tek malzemeli yapıların elektronik,manyetik ve optiksel özellikleri anlık kontrol etme olaslıkları
sunar [4,5,6]. Grafen’in yanal boyutunu kontrol ederek enerji boşluklarını THz’den UV solar
spekturumuna ,telekomünikasyon fiber yapısı için gereken(kullanılan) dalga boylarına
ayarlanabilir..Mıknatıs,lazer, ve bir transistör yapımında kullanılabilir.Bu yüzden grafen
kuantum noktaları fizik,kimya, malzeme bilimi ve kimya mühendisliği’nde ve gittikçe
genişleyen bir alanda hızla araştırılmaktadır.
Şekil 1: 114 atomlu ,‘hegzagonal armchair’ köşeli grafen yapısı
Bu çalışmada,hegzagonal armchair grafen kuantum noktalarının(Şekil 1’deki gibi) elektronik ve
optiksel özelliklerinin teorisini tight-binding metodunu kullanarak sunuyoruz. On bin atoma
kadar grafen kuntum noktalarının optiksel seviye yoğunluklarının ortak noktalarını ve enerji
boşluklarının bağlılık boyutu konusunda çalışıyoruz. Uzun grafen yapılarında sonuçlarımızı
optiksel emilim spektrumuyla kıyaslıyor,elektronik etkileşimlerin ve yapısal deformasyonların
etkileri üzerinde tartışıyoruz.
Referanslar
[1] P.R. Wallace, Phys. Rev. 71, 622 (1947).
[2] K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, A.
A. Firsov,
Science 306, 666 (2004).
[3] J. Blinowski, N.~H. Hau, C. Rigaux, J.~P. Vieren, R. Le Toullec, G. Furdin, A. Herold, J. Melin, J.
Physique,
41, 47 (1980).
[4] A. D. Güçlü, P. Potasz, O. Voznyy, M. Korkusinski, and P.
Hawrylak, Phys Rev. Lett. 103, 246805 (2009).
[5] A. D. Güçlü, P. Potasz, and P. Hawrylak, Phys. Rev. B, 82 155445 (2010).
[6] AD Güçlü, P Hawrylak, Phys. Rev. B 87 (3), 035425 (2013).
37
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
P05
Dzialoshinskii-Moriya Etkileşmesine Sahip Dört Kubitlik
Ising Sisteminin Isısal Dolaşıklığının İncelenmesi
Emrah Kocaarslan ve Cenk Akyüz
Adnan Menderes Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, 09100 Aydın, Türkiye
Kuantum hesaplama ve kuantum enformasyon alanı bilgi işlemenin kuantum
mekaniksel sistemler ve kavramlar kullanılarak gerçekleştirildiği disiplinler arası bir
çalışma alanıdır. Dolaşıklık bu alanın en önemli kavramlarından biri olup alt
sistemlerden oluşmuş birleşik bir kuantum sisteminin parçaları arasındaki kuantum
korelasyonları olarak tanımlanabilir ve kuantum hesaplama ve kuantum enformasyon
teorisindeki pek çok uygulama için potansiyel bir kaynaktır. Bir boyutta spin
etkileşmelerini içeren Ising ve Heisenberg modelleri ise katıhal sistemleri içerisinde
dolaşıklık üreten mekanizmalara aday tipik örneklerdir [1-2]. Bu sistemlerde spin
yörünge etkileşmesinden kaynaklanan Dzialoshinskii-Moriya (DM) etkileşmesi de
dolaşıklık üzerinde önemli rol oynar [3]. Bu nedenle bu çalışmada DM etkileşmesi ile
birlikte en yakın komşu(NN) ve ikinci en yakın komşu(NNN) etkileşmelerinin olduğu
durumda dört kubitlik bir Ising modelinde ısısal dolaşıklık incelenmiştir. Sistemin
Hamiltoniyeni
 4  
J1 4 z z
J2 4 z z
H   i  i 1   i  i  2  D    i   i 1 ,
2 i 1
2 i 1
i 1
şeklindedir. Burada J J  0 AFM , J  0FM  çiftlenim sabitini,  i i  x, y, z  Pauli

spin matrislerini, D DM etkileşmesini,   J 2 / J 1 ise tedirginlik parametresini
göstermektedir. Sistemin yoğunluk matrisi  olmak üzere indirgenmiş yoğunluk
matrisleri 12  Tr34   ve 13  Tr24   şeklinde tanımlanıp dolaşıklık


C  max 1  2  3  4 ,0 ,
şeklinde bir dolaşıklık ölçüsü ile belirlenir[4]. Burada i ’ler

 

R    y  y    y  y ,
matrisinin azalan değerdeki özdeğerleridir.
Elde edilen sonuçlara göre hem NN hem de NNN kubitler arası dolaşıklığın sıcaklık
arttıkça azaldığı görülmüştür. Bunun yanında tedirginlik arttıkça NN kubitler arası
dolaşıklık azalırken, NNN kubitler arası dolaşıklık artmaktadır. DM etkileşmesinin
sisteme eklenmesi ise NN kubitler arası dolaşıklık üzerinde olumlu katkılar yaparken
NNN kubitler arası dolaşıklık üzerinde kararlı bir davranış sergilemez. Sonuç olarak
tedirginliğin ve DM etkileşmesinin rekabet halinde dolaşıklı üzerinde etkin rol oynadığı
söylenebilir.
Referanslar
[1] D. Gunlycke, V. M. Kendon, V. Vedral, and S. Bose, Phys. Rev. A 64, 042302 (2001).
[2] K.-D. Wu, B. Zhou, W.-Q. Cao, Phys. Lett. A 362, 381 (2007).
[3] C. Dan et al., Chin. Phys. B 19, 090313 (2010).
[4] W. K. Wootters, Phys. Rev. Lett. 80, 2245 (1998).
38
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
P06
Minimum Maliyetli Güneş Enerjili Araba Dizaynı
Eyyüp Duraka , Ömer Kölmüka, Berkay Kulaka, Durmuş Temiza, Kazım Kumaşa, Ragıp
Yıldırıma, Ali Özhan Akyüza, Hasan Mazlumb
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, Bucak Emin Gülmez TBMYO, Bucak, 15300 Burdur, Türkiye
a
b
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, TBMYO, 15300 Burdur, Türkiye
Bilindiği üzere alternatif enerji kaynaklarının önemi her geçen gün artmaktadır.
Güneş enerjisini kullanarak elektrik üretimi ve arabalarda enerji olarak kullanılması
dünyada olduğu gibi ülkemizde de yaygınlaşmaktadır. Güneş enerjisinden yararlanarak
üretilen araçlar günümüzde yaygınlaşmaya başlamaktadır. Fosil yakıtların alternatifi
olan çevreye duyarlı bu araçların çalışma prensibi güneş enerjisini depolamak ve
kullanmaktır.[1]
Hiçbir maddi destek alınmadan kısıtlı imkanlarla gerçekleştirilen çalışmada
minimum maliyet hedeflenmektedir. Klasik bir model olan araç dört adet panel desteği
(100 W, 8 A) olup güneşten aldığı enerjiyi 24 V’ luk iki aküyü beslemektedir. Aracın
motoru 500 W gücündedir ve güneş panelleri aracı on iki saatte şarj etmektedir. Aracın
daha uygun dizaynı, şarj süresini kısaltma gibi çeşitli teknik özelliklerinin geliştirilmesi
hedeflenmektedir.
Referanslar
[1] A. Gören, Ö. Baser, C. Polat, Mühendis ve Makine, 48, 62(2006)
39
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
nat
Ce,
140
Ce,
142
P07
Ce İzotopları için (γ,n) Reaksiyon Tesir Kesitlerinin
Hesaplanması
Sercan ÇEVRE1, Ufuk AKÇAALAN1, Rıdvan ÜNAL1, Bekir ORUNCAK1
Afyon Kocatepe Üniversitesi, Fen-Edebiyat, Fakültesi, Fizik Bölümü, 03200, Afyonkarahisar,
Türkiye
1
Bu çalışmada, natCe, 140Ce, 142Ce izotoplarının (γ,n) reaksiyon tesir kesitleri [1]
[2] [3] 8-30 MeV aralığında TALYS 1.6 [5] Monte Carlo bilgisayar kodu kullanılarak
hesaplandı. Hesaplamalar daha önceki deneysel veriler(EXFOR) [4] ile karşılaştırıldı ve
iyi uyum içerisinde olduğu görüldü. natCe, 140Ce, 142Ce izotoplarının (γ,n) reaksiyon tesir
kesitleri hesaplanırken kullanılan gamma kuvvet fonksiyonu, seviye yoğunlukları ve
denge öncesi modellerinin uyumluluğu tartışıldı.
Anahtar kelimeler: Tesir kesiti, reaksiyon, gamma kuvvet fonksiyonu
Şekil 1: natCe(γ,n), 140Ce(γ,n)139Ce reaksiyonlarının tesir kesiti grafikleri.
Referanslar
[1] H. Beil,R. Bergere,P. Carlos,A. Lepretre,A. Veyssiere “Giant dipole resonance in N = 82
nuclei” Nuclear Physics A Volume 172, Issue 2, 6 September 1971, Pages 426–436
[2] R. Bergère,H. Beil,P. Carlos,A. Veyssière “Sections efficaces photoneutroniques de I, Ce,
Sm, Er et Lu” Nuclear Physics A Volume 133, Issue 2, 18 August 1969, Pages 417–437
[3] A. Leprêtre,H. Beil,R. Bergére,P. Carlos,J. Fagot,A. De Miniac,A. VeyssiéreH. Miyase “A
study of the giant dipole resonance in doubly even tellurium and cerium isotopes” Nuclear
Physics A Volume 258, Issue 2, 23 February 1976, Pages 350–364
[4] Experimental Nuclear Reaction Data (EXFOR)
[5] Arjan Koning,Stephane Hilaire,Stephane Goriely ‘Nuclear Research and Consultancy Group
(NRG) Westerduinweg 3, P.O. Box 25, NL-1755 ZG, Petten, The Netherlands’ December 23,
2013
40
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
P08
Sm İzotopları için Fotonötron Reaksiyon Tesir Kesitlerinin
Hesaplanması
Hüseyin SALMAN1, Ufuk AKÇAALAN1, Rıdvan ÜNAL1, Bekir ORUNCAK1
Afyon Kocatepe Üniversitesi, Fen-Edebiyat, Fakültesi, Fizik Bölümü, 03200, Afyonkarahisar,
Türkiye
1
Bu çalışmada, 142Sm(γ,n)141Sm, 148Sm(γ,n)147Sm, 150Sm(γ,n)149Sm,
152
Sm(γ,n)152Sm, 154Sm(γ,n)153Sm reaksiyonlarının tesir kesitleri [1][2] (γ,2n)
reaksiyon sınırına kadar hesaplandı. Hesaplamalar TALYS 1.6 [4] Monte Carlo
bilgisayar kodu kullanılarak hesaplandı. Hesaplamalarda Brink-Axel Lorentzian gamma
kuvvet fonksiyonları kullanılarak kullanıldı. Hesaplamalar aynı zamanda GDR
bölgesinde de tartışıldı. Teorik olarak hesaplanan (γ,n) reaksiyon tesir kesitleri
(EXFOR)’dan [3] alınan deneysel veriler ile karşılaştırıldı ve iyi uyum içerisinde olduğu
görüldü.
Anahtar Kelimeler: Tesir kesiti, reaksiyon, gamma kuvvet fonksiyonu
Şekil 1: 148Sm(γ,n) 147Sm, 144Sm(γ,n) 143Sm reaksiyonlarının tesir kesitlerinin
deneysel veriler ile karşılaştırılması
Referanslar
[1] P. Carlosa,H. Beila,R. Bergèrea,A. Leprêtrea,A. De Miniaca,A. Veyssièrea ‘The giant dipole
resonance in the transition region of the samarium isotopes’ Nuclear Physics A Volume 225, Issue 1, 4
June 1974, Pages 171–188
[2] Kaoru Y. HARA, Hideo HARADA, Fumito KITATANI, Shinji GOKO, Shin-y HOHARAbc, Takeshi
KAIHORI, Ayano MAKINAGA, Hiroaki UTSUNOMIYA, Hiroyuki TOYOKAWA & Kawakatsu
YAMADA ‘Measurements of the 152Sm(γ,n) Cross Section with Laser-Compton Scattering γ Rays
and the Photon Difference Method’ Journal of Nuclear Science and TechnologyVolume 44, Issue 7,
2007
[3] Experimental Nuclear Reaction Data (EXFOR)
[4] Arjan Koning,Stephane Hilaire,Stephane Goriely ‘Nuclear Research and Consultancy Group (NRG)
Westerduinweg 3, P.O. Box 25, NL-1755 ZG, Petten, The Netherlands’ December 23, 2013
41
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
P09
Düşük Maliyetli Biyodizel Üretimi
Cengiz Uçana, Sinan Ekicia, Mehmet Sevena, Fatma Kahramana, Durmuş Temiza, Kazım
Kumaşa, Ragıp Yıldırıma, Ali Özhan Akyüza
Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, Bucak Emin Gülmez TBMYO, Bucak, 15300 Burdur, Türkiye
a
Ülkemizde enerji ihtiyacının gün geçtikçe artması petrol, kömür gibi maliyeti ve
çevreye zararlı emisyon değerleri yüksek fosil kaynaklı yakıtların çok kullanılmasına
neden olmuştur. Bu gibi temel nedenler düşünülerek çalışmada fosil yakıtlara alternatif
olan biyodizel üretimi gerçekleştirilmiştir. Biyodizel hayvansal ve bitkisel atıklar gibi
kaynaklardan elde edilen uzun zincirli yağ asidi monoalkil esteri olarak tanımlanır [1,2].
Ülkemizde her yıl onbinlerce ton atık yağ oluşması ve bu atık yağların biyodizel
üretiminde kullanılması hedeflendiğinde milyonlarca TL kazanç sağlanacak ve salınan
sera gazı miktarı da önemli ölçüde azalacaktır.
Hiçbir maddi destek alınmadan kısıtlı imkanlarla gerçekleştirilen çalışmada şekil
1’deki sistem geliştirilmiştir. 20 litrelik atık yağ belirli oranlarda alkol ve baz karışımı
kullanılarak bir 0,5 HP’lik bir motorla karıştırılmış belirli bekleme sürelerinde yüksek
verimli biyodizel üretimi gerçekleştirilmiştir.
Atık yağlardan üretilen biyodizelin ayrıntılı analizinin yapılması hedeflenmektedir;
farklı koşullarda kullanılabilmesi için ne gibi katkıların yapılması gerektiği ileri çalışma
konularını oluşturacaktır.
Şekil 1: Biyodizel üretim sistemi
Referanslar
[1] E. Alptekin, M. Çanakcı, Mühendis ve Makine, 47, 57 (2006)
[2] L. Aksoy, Electronic Journal of Vehicle Tech., 2,45, (2010)
42
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
P10
Y-bölgesine yapılan Ca katkısının YBCO süperiletken sistemleri
üzerine etkisi
Suna Tutaka, Gönül Bilgeç Akyüza ve Coşkun Denizb
Adnan Menderes Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, Aytepe Kampüsü, 09100
a
Aydın Türkiye
Adnan Menderes Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Aytepe Kampüsü, 09100 Aydın Türkiye
b
Yüksek sıcaklık süperiletkenliğinin (HTS) 1986 yılında keşfinden [1] itibaren, HTS
grubunun teknolojide kullanılabilir hale getirilmesi için çalışmalar sürmektedir. Şimdiye
kadar yapılan çalışmalarda, malzemelerin mekanik performansının ve süperiletkenlik
özelliklerinin iyileştirilmesinde farklı yöntemler geliştirilmiştir ve günümüzde de
kullanılmaktadır. Özellikle teknolojik öneme sahip olan ve günümüzde de çokça
çalışılan malzemeler olan YBa2Cu3Oy (YBCO, Tc~92 K) [2] ve BiSrCaCuO (BSCCO,
Tc~110K) [3] HTS’lerinin yabancı atom katkısı ile geçiş sıcaklığı başta olmak üzere
süperiletkenlik özellikleri halen geliştirilmeye çalışılmaktadır [4, 5]. Bu çalışmamızda
Y1-xCaxBa2Cu3Oy bulk sistemlerine, Ca-katkısının yapısal etkilerinin araştırılması
planlanmaktadır. Seramik süperiletken malzemeler, Ca’un değişen oranları (x=0.00,
0.008, 0.016, 0.16 0.20) için katıhal reaksiyon yöntemi ile hazırlandı. Bulk malzemenin
üretiminde başlangıç malzemeleri olarak formülü oluşturan malzemelerin oksit ve
karbonat bileşikleri kullanıldı. Örnekleri hazırlarken, katıhal reaksiyon yöntemini
kullanarak, bileşikleri agat havanda öğüterek karıştırdık ve ardından yapılan kalsinasyon
işleminde malzemeleri 800 ºC de 20 saat fırında bekleterek sıcaklık yardımıyla
karbondioksit, oksit ve yabancı maddelerden arındırılmasını sağladık. Bu kalsinasyon
işlemini üç kez uyguladık. Daha sonra toz halindeki malzeme, presleme aleti
kullanılarak 6 ton basınç altında tabletler haline getirildi ve son olarak sinterleme işlemi
uygulanarak 840 ºC de 20 saat fırında bekleterek malzeme hazırlama işlemini
tamamladık. Meissner olayından yararlanarak, hazırladığımız malzemelerin, sıvı azot
sıcaklığının (77 K) üzerinde meissner etkisi gösterdiğini gözlemleyebildik.
Hazırladığımız malzemelerin ayrıntılı analizleri için elektriksel (R-T) ve yapısal (XRD,
SEM) karakterizasyonlarının da yapılması planlanmaktadır.
Referanslar
[1] J.G. Bednorz, K.A. Muller, Z. Phys. B 64, 189 (1986).
[2] K. Wu, J. R. Ashburn, C.J. Torng, P.H. Hor, R.L. Meng, L. Gao, Z.J.Huang, Y.Q. Wang, C.
W. Chu, Phys. Rev. Lett. 58, 908 (1987).
[3] H. Maeda, Y. Tanaka, M. Fukutomi, T. Asano, Jpn. J. Appl. Phys., 27, 2, 209-210 (1988).
[4] G. Bilgeç Akyüz, K. Kocabas, A. Yıldız, L.Ozyuzer, M.Ciftcioğlu, J. Superconductivity and
Novel Magnetism, 24, (8), 2189-2201 (2011)
[5] Aylin Yıldız, Kemal Kocabaş, Gönül B. Akyüz, J. Superconductivity and Novel Magnetism,
DOI: 10.1007/s10948-012-1482-8, (2012).
43
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
P11
Reaktör antinötrinosu-elektron saçılımı
Tansu Üstün
Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Fakültesi Fizik Bölümü, Buca, 35390 İzmir, Türkiye
Bu projede antinötrino-elektron saçılımı tesir kesitini ve Weinberg açısını ölçmek için
Kuo-Sheng nükleer santralin de bulunan 200 kg CsI(Tl) kristal detekötü ile yapılan
çalışma anlatılmıştır. CsI(Tl) kristal detektörü 2.9G gücündeki nükleer reaktör
çekirdeğinden 28 m uzaklıkta yerleştirilmiştir ve deney setindeki ortamla nörtino flux
6.52x 10 12 cm 2 s 1 dir. SM saçılım tesir kesiti 3-8MeVenerji aralığında (1.207  0.577)
xRSM ve Weinberg açısı 0.260  0.076 olarak ölçülmüştür. Bu değer SM değeri ile
(0.23120) ile çok uygundur.
Referanslar
[1] M. Deniz and H. T. Wong, arXiv:hep-ex/0810.0809; M. Deniz, H. T. Wong, and S. T.
Lin, J. Phys. Conf. Ser. 203, 012099 (2010).
[2] H. B. Li et al., Phys. Rev. Lett. 90, 131802 (2003); H.T. Wong et al., Phys. Rev. D 75,
012001 (2007).
44
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
P12
Bazı Çinko Halojenürlerin Titreşim Frekanslarının
Kuramsal Olarak İncelenmesi
Yenal Gökpeka, Metin Bilgea ve Cemal Parlakb
a
b
Ege Üniversitesi, Fen Fakültesi Fizik Bölümü, Bornova, 35100 İzmir, Türkiye
Dumlupınar Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, 43100, Kütahya, Türkiye
Tetrahedral [ZnX4]2- (X = Cl, Br ve I) iyonlarının optimize edilmiş geometrik
parametreleri (bağ uzunlukları, bağ ve dihedral açıları), normal titreşim frekansları ve
bunlara karşılık gelen titreşim işaretlemeleri, infrared ve Raman şiddetleri, bazı
termodinamik fonksiyonları, işgal edilmiş en yüksek ve işgal edilmemiş en düşük
moleküler orbitalleri (HOMO ve LUMO) standart kuantum kimyasal yöntemler
kullanılarak incelenmektedir. Tüm normal modlar iyonların D2d simetrisi ele alınarak
işaretlenmiştir. Hesaplamalar Becke-3-Lee-Yang-Parr (B3LYP) yoğunluk fonksiyonel
teorisi (DFT) ve Lanl2dz baz seti kullanılarak Gaussian 09 programı [1] ile
gerçekleştirilmiştir. Elde edilen kuramsal sonuçlar, literatürde bulunan deneysel veriler
[2] ile başarılı bir şekilde karşılaştırılmaktadır.
Şekil 1: Tetrahedral [ZnX4]2- (X = Cl, Br ve I) iyonları
Referanslar
[1] M. J. Frisch, et. al, Gaussian 09, Revision D.01, Gaussian, Inc., Wallingford CT (2009).
[2] J.S. Avery, C.D. Burbridge, D.M.L. Goodgame, Spectrochim. Acta A 24 (1968) 1721.
45
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
P13
Safsızlığın Dört Kubitlik J1-J2 Heisenberg XXX Sisteminin
Taban Durum Dolaşıklığı Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi
Yücel Bilir ve Cenk Akyüz
Adnan Menderes Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, 09100 Aydın, Türkiye
Dolaşıklık kuantum fiziğinin temel kavramlarından biri olup[1], kuantum hesaplama
ve kuantum enformasyon teorisindeki teleportasyon, süper yoğun kodlama ve dolaşıklık
değiş-tokuşu gibi pek çok uygulama için potansiyel bir kaynaktır[2-4]. Spin zincirleri
ise gösterdikleri dolaşıklık özelliklerinden dolayı katıhal sistemlerinde önemli bir
çalışma alanı oluşturur. Bu spin sistemleri için kullanılan Heisenberg modeli ise basit ve
gerçekçi bir modeldir. Bunun yanında gerçek katıhal sistemlerinde görülen safsızlık
etkileri yoğun madde fiziğinde önemli bir yere sahiptir. Bu nedenle bu çalışmada
safsızlık konumuna sahip dört kubitlik bir J1-J2 Heisenberg XXX spin sisteminde taban
durum dolaşıklığı incelenmiştir. Sistemin Hamiltoniyeni
4 J
 J (1) x x
y
y
z z 
H  
 i  i 1   i  i 1   i  i 1    ( 2)i  ix ix2   iy iy2   iz iz2 ,
i 1  2
 i 1 2

4
şeklindedir. Burada
J (1)

J ( 2 ) çiftlenim sabitlerini,  i i  x, y, z 
ve
Pauli spin
matrislerini,   J ( 2) / J (1) ise tedirginlik parametresini göstermektedir.  safsızlık
parametresi
ise
çiftlenim
sabitleri
ile
birlikte
J (1) 2  J (1)3  J ( 2) 2  J ( 2) 4  J ,
J (1)1  J (1) 4  J , J ( 2)1  J ( 2)3  J şeklinde tanımlıdır. Sistemin yoğunluk matrisi 
olamak üzere,  ij indirgenmiş yoğunluk matrisleri üzerinden dolaşıklık


C  max 1  2  3  4 ,0 ,
şeklinde tanımlanan bir dolaşıklık ölçüsü ile belirlenir[5]. Burada i ’ler

 

Rij  ij  y   y ij  y   y
,
matrisinin azalan değerdeki özdeğerleridir.
Elde edilen sonuçlara göre safsızlığın ve tedirginliğin özellikler ikinci en yakın
komşu kubitler arası dolaşıklık üzerinde etkili olduğu görülmüştür. Sonuç olarak
tedirginlik ve safsızlığın, hem en yakın komşu hem de ikinci en yakın komşu kubitler
arasındaki ikili dolaşıklıklar üzerinde etkin rol oynadıkları söylenebilir.
Referanslar
[1] A. Einstein, B. Podolsky, and N. Rosen, Phys. Rev. 47, 777 (1935).
[2] C. H. Bennett et al., Phys. Rev. Lett. 70, 1895 (1993).
[3] M. Zukowski et al., Phys. Rev. Lett. 71, 4287 (1993).
[4] K. Mattle et al., Phys. Rev. Lett. 76, 4656 (1996)
[5] W. K. Wootters, Phys. Rev. Lett. 80, 2245 (1998).
46
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014
P14
Pürülü Cam Yüzeye Büyütülmüş n-Tipi Mikrokristal İnce Film
Malzemelerde Saf Su Ve Beyaz Işık İle Yaratılan Metastabilite
Etkilerinin Fotoiletkenlik Yöntemleri İle İncelenmesi
H. Muzaffer Sagban (1), Mehmet Güneş(1), Vladimir Smirnov(2), Friedhelm Finger(2),
1. Mugla Sitki Koçman University, Faculty of Sciences, Physics Department, Kötekli
Yerleskesi, 48000 Muğla, Turkey.
2. Forschungszentrum Jülich, IEK-5 Photovoltaik 52425 Jülich/ Germany.
Kısmen n-tipi elektriksel iletkenlik özelliği gösteren amorf ve mikrokristal silisyum
ince film malzemeler “çok yüksek frekanslı plazma yardımlı kimyasal buhar fazdan
büyütme (VHF-PECVD) tekniği kullanılarak değişik silan (SiH 4) ve hidrojen (H2) gaz
karışımı oranları ile pürüzlü cam taban malzemesi üzerine büyütülmüştür. Malzeme
büyütme işleminden sonra iletkenlik ölçümleri için paralel gümüş metal kontaklar
buharlaştırma yöntemi ile oluşturulmuştur. İletkenlik ölçümlerinde kontakların Ohmik
özellik gösterdiği gerilim sınırları içinde dc gerilimi uygulanmıştır.
Malzemelerde,
o
80 C saf su içinde ve oda sıcaklığında vakum ortamında beyaz ışık altında yaratılan
elektronik değişimler ( karanlık ve fotoiletkenlik artışları veya azalmaları), karanlık
iletkenlik, foto iletkenlik ve iki demetli fotoiletkenlik (DBP) yöntemleri kullanılarak
incelenmiştir. Ölçümlerin hepsi oda sıcaklığında ve yüksek vakumlu cryostat
kullanılarak gerçekleştirilmiştir.
Saf su ve ışık altında yaratılan elektronik değişimler tamamıyla geri dönüşümlü olup,
430 K’de ısıl işlem uygulandığında ortadan kalkmaktadır. Genellikle pürüzsüz cam
üzerine büyütülmüş malzemeler kullanılarak incelenen bu metastabilite etkilerinin [1,2]
bu çalışma ile pürüzlü cam üzerine büyütülmüş malzemelerde de incelenmesi
gerçekleştirilmiştir.
Referanslar
[1]. M.Günes, H.Cansever, G.Yilmaz, H.M.Sagban, V.Smirnov, F.Finger, R.
Brüggemann, Canadian Journal of Physics, 2014 (in press).
[2]. M.Günes, H.Cansever, G.Yilmaz, V. Smirnov, F.Finger, R. Brüggemann, J.NonCrystalline solids, 358, p. 2074 (2012).
47
GEFİK-2014 İzmir Genç Fizikçiler Kongresi, 14-16 Temmuz 2014