Search

Tek hücreli mikro-organizmalar olan bakteriler dünyadaki biyokütlenin en ağırlıklı kısmını oluştururlar ve yaklaşık olarak bir gram toprakta 40 milyon, 1 mililitre tatlı suda yaklaşık 1 milyon bakteri hücresi bulunur. Bakterilerin bazıları bağışıklık sistemimizi koruyucu probiyotik etkiye sahip olsalar da çoğu bakterilerin hastalık yapıcı etkiye sahip oldukları da iyi bilinmektedir. Bugün, patojenik bakteriler, virüsler ve parazitler gibi besin ve içme suyu yoluyla alınan mikro-organizmaların neden olduğu 250’den fazla hastalık olduğu bilinmektedir. Bu hastalık yapıcı mikro-organizmalar arasında bakteriler %91’lik bir oranla en büyük paya sahiptirler. Dünya’daki kullanılabilir su kaynaklarının sınırlı olmasından dolayı, su kaynaklarının etkin kullanımını sağlamak için su kaynaklarının özellikle Escherichia coli (E. coli) gibi bakterilerden arındırılması büyük önem arz etmektedir.Bu çalışmada, özellikle su kaynaklarındaki E. coli bakteri sayısının azaltılmasına yönelik manyetik özellik gösteren (dışarıdan uygulanan manyetik alan ile kontrol edilebilen) nano parçacıkların kullanılabilirliğini göstermek amacıyla bir yöntem önerilmiştir. Önerilen yöntem temelde kısaca, manyetik özellik gösteren demir oksit nano parçacıkların sentezini, üretilen nano parçacıkların yüzeyinin biotin, streptavidin, biotin+ streptavidin, biotin+streptavidin+aptamer ile fonksiyonel hale getirilmesini, bu yapılara E.coli bakterilerinin bağlanmasını sağlayarak, su numunelerinin E. coli bakterilerinden arındırılmasını ve söz konusu modifiye manyetik nano parçacıklarına E. coli bakterilerinin bağlama miktarının Flowsitometri yardımı ile incelenmesini kapsamaktadır.Konu ile ilgili yapılan gerek ön gerekse ayrıntılı çalışmalar modifiye ve/veya modifiye olmayan manyetik nano parçacıkların su kaynaklarının E. coli bakterilerinden arındırılması konusunda oldukça büyük bir potansiyele sahip olduklarını göstermektedir.--------------------Bacteria, which are single-celled micro-organisms, constitute the greater part of the biomass in the world and may contain 40 million bacteria cell in 1 g soil and 1 million bacteria cell in 1 ml fresh water. Although some of the bacteria have a protective probiotic effect on our immune system, it is also well known that most of the bacteria have disease-causing effects. Today, it is known that more than 250 diseases are caused by micro-organisms, such as pathogenic bacteria, viruses and parasites, which are ingested through food and drinking water. Bacteria have the largest part (91%) of these disease-causing micro- organisms. Because of the limited availability of useable water resources in the world, it has great importance to remove bacteria from water sources, especially Escherichia coli (E. coli), in order to ensure efficient use of water resources.In this research, a method has been suggested to demonstrate the sufficiency of nanoparticles showing magnetic properties (particularly those that can be controlled by an externally applied magnetic field) for the reduction of E. coli populations in water resources. The suggested method briefly describes the fabrication of magnetic iron-oxide nanoparticles and their functionalization with biotin,streptavidin,biotin+streptavidin,biotin+streptavidin+aptamer. The study also covers reduction of E.coli bacteria and affects of nanoparticles on collecting the bacteria from water recorces. To do this Flow cytometry measurements were used.Preliminary and detailed studies of the subject indicate that modified and/or non-modified magnetic nanoparticles have considerable potential for the reduction of E.coli populations in water samples.

ÖZETOrganik mikrotel/çubukABSTRACTOrganic microwire/rod

Son yıllarda inorganik yarı iletkenlerin aksine, organik yarıiletkenler, esneklik, çeşitlilik özelliklerinden dolayı, araştırmaların yoğun ilgi odağı haline gelen alternatif teknoloji kaynağı haline gelmiştir. Organik elektronik cihazların çalışma prensiplerine bakıldığında, yük-transfer mekanizmasını anlamak için organik moleküllerin yük transferi, mobilite, polaron bağlama ve reorganizasyon enerjisi gibi parametreleri anlamamız gereklidir. Yakın zamanda 20 organik malzemenin yük transferleriinin polaron-bağlanma enerjilerine ait deneysel verileri ve bu malzemelerin performansları rapor edilmiştir. Biz de bu imkandan faydalanarak çeşitli DFT yöntemlerinin polaron bağlanma ve reorganizasyon enerjilerini hesaplamadaki becerilerini araştırdık. Pure DFT fonksiyonellerden başlayarak daha gelişmiş hybrid fonksiyonelleri uygulayıp, Jacob's Ladder'i tırmandık ve meta-hybrid olan Minnesotta fonksiyonellerini uyguladık. Böylelikle bazı DFT fonksiyonlarının doğruluk / yanlışlıklarının kökenini aydınlatmış olduk. Beklentilerimizin gelecekteki rasyonel organik materyal dizayn kullanımı için bir referans ve bir ölçüt olarak kullanılmasını bekliyoruz. In recent years, in contrary to inorganic semiconductors, organic semiconductors have become more and more the focus of researches, due to be flexibility, diversity and charge-transport properties. Looking at the operation principles of organic electronic devices, we understand that, charge-transport parameters such mobility, polaron-binding and reorganization energies can be used in order to understand the mechanism of charge transfer. Recently, polaron-binding energies and reorganization energies of charge-transport of 20 organic materials, whose experimental values are reported recently, are predicted by DFT methodologies. This enabled us to understand the performances of several DFT methodologies in predicting polaron-binding and reorganization energies. We climb the Jacob's ladder; starting from pure functionals we employ hybrid, range-separated, meta-hybrid and Minnesotta functionals. We elucidate the origin of accuracies / inaccuracies of certain DFT functionals. We expect that our predictions are used as benchmark for future rational organic materials design protocols. 71

ÖZETPMMA-BARYUM STRONSİYUM TİTANYUM OKSİT KATKILI KOMPOZİTLERİN YAPISAL VE DİELEKTRİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ Bu tez çalışmasında PMMA/(Ba,Sr)TiO3 kompozitleri, belirli oranlarda PMMA [poli (metil metakrilat)] polimeri ve farklı konsantrasyonlarda baryum stronsiyum titanyum oksit (Ba,Sr)TiO3 nanotozlarının parçacık topaklanmasını engellenmesi için özel olarak dizayn edilen çoklu mekanik karıştırıcı kullanılarak üretilmiştir. Elde edilen kompozitlerin yapısal ve optik özellikleri Kızıl ötesi Spektroskopisi (FT-IR), X-Işınları Kırınımı (XRD), Mor ötesi-Görünür Bölge Spektrofotometresi (UV-Vis) ile incelenmiştir. Dielektrik özellikleri dielektrik empedans analizörü kullanılarak incelenmiştir. Yapılan analizler sonucunda, katkılar ile polimer matris arasındaki zayıf etkileşmeler, kızıl ötesi spektrumların değerlendirilmesi ile belirlenmiştir. X-ışını kırınım sonuçlarından, nanoparçacıkların 50 mg katkı konsantrasyonlarının altındaki katkılamalarda PMMA matris içerisinde homojen dağıldığı gözlemlenmiştir. Mor ötesi-görünür bölge spektrumlarından, katkı konsantrasyonların artması ile absorbsiyon başlangıç dalga boylarının daha yüksek değerlere kaydığı gözlenmiş ve UV-görünür bölgede spektrumların herhangi bir kararsızlık göstermeden (dalgalanma) değiştiği belirtilmiştir. Dielektrik spektroskopi sonuçları, 25 mg (Ba,Sr)TiO3 katkılı kompozitte maksimum permitivite ve dielektrik kayıbı göstermektedir. PMMA/(Ba,Sr)TiO3 kompozitlerde nanoparçacık optimum katkı oranı (ağırlıkça %2.4) belirlenmiş ve daha sonrası için tasarlanan bu tip kompozitlerde bu oran sabit tutularak, diğer üretim parametreleri veya modifikasyon süreçlerinin değiştirilebileceği vurgulanmıştır. Anahtar kelimeler: PMMA, (Ba,Sr)TiO3, kompozit, dielektrikABSTRACTINVESTIGATION OF STRUCTURAL AND DIELECTRIC PROPERTIES OF PMMA-BARIUM STRONTIUM TITANIUM OXIDE DOPED COMPOSITEKey Words: PMMA, (Ba,Sr)TiO3, composite, dielectric In this thesis study, in order to prevent the aggregation of the nano particles at a certain ratio of PMMA [poly(methyl methacrylate)] and at different concentrations (Ba,Sr)TiO3, PMMA/(Ba,Sr)TiO3 composites were produced by using a speficially designed mechanical stirrer. The structural and optical properties of the obtained composites were examined by using the Infrared Spectroscopy (FT-IR), the X-Ray Diffraction (XRD), and the Ultraviolet-Visible Spectroscopy (UV-Vis). The dielectric properties were investigated by using the Dielectric-Impedance Analyzer.As a result of these analyses, weak interactions between the nanofillers and the polimer matrix were determined within the evaluation of the infrared spectra. It was observed in the results of the X-Ray diffractograms that nano fillers were well-dispersed into polymer matrix at the nanofillers concentrations below the 50 mg nanofiller loading. It was seen in the analyses of the UV-Vis spectra that together with the increased nano filler content, the absorption onsets were shifted to high wavelengths and UV-Vis. Spectra changed without any distortion in the spectra. The results of the dielectric spectroscopy show the loss of maximum permitivity and dielectric for 25 mg nanofiller loading (Ba,Sr)TiO3. For the PMMA/(Ba,Sr)TiO3 composites, the optimum nano filler loading content was determined as (w 2.4 %), and it was emphasized that keeping this ratio constant, other production parameters or the processes of modification can be changed for this type of composites which has designed for the future use.

ÖZETBAŞ BOYUN RADYOTERAPİSİNDE FARKLI TEDAVİ TEKNİKLERİNDE SİMULTANE INTEGRE BOOST YÖNTEMİNİN KARŞILAŞTIRILMASIBu çalışmada, baş boyun kanserlerinin tedavisinde kullanılan yoğunluk ayarlı radyoterapi ve yoğunluk ayarlı ark terapi tekniklerinin dozimetrik olarak karşılaştırılması amaçlanmıştır. 20 baş boyun kanserli hastaya 7, 9 Alan YART ve 1, 2 Ark YAAT teknikleri uygulanmıştır. Tüm planlarda benzer planlama hedefleri ile 33 günlük fraksiyonlar halinde eş zamanlı olarak hedef hacimlerde farklı doz seviyelerinin sağlandığı (70, 60 ve 54 Gy) Simultane Integre Boost tekniği kullanılmıştır. Tedavi planlarında, 6 MV foton enerjisi kullanılarak, planlar anisotropic analitic algoritması ile Eclipse tedavi planlama bilgisayarında hesaplatılmıştır. Planlar hedeflerin %95' i dozun tamamını alacak şekilde normalize edilmiş, hedef ve kritik organların doz değerleri doz hacim histogramı üzerinden belirlenen maksimum ve ortalama doz değerleri ile incelenmiştir. 9 Alan YART ve 2 Ark YAAT planlarının doz homojenitesi ve doz konformitesi açısından daha üstün oldukları görülmektedir. Kritik organların doz değerleri incelendiğinde optik sinirler, kiazma, gözler, lensler ve parotisler için en düşük dozlar 7 ve 9 Alan YART planları ile elde edilirken beyin sapı, spinal kord, mandibula ve larenks için en iyi dozlar 2 Ark YAAT planları ile elde edilmiştir. Oral kavite dozu 1 Ark YAAT planları ile önemli ölçüde azaltılabilmektedir. Normal dokuda yüksek doz alan hacim değerleri ve ortalama normal doku doz değerleri 1 ve 2 Ark YAAT planları ile azalırken, normal dokuda düşük doz alan hacim değerleri azda olsa 1 ve 2 Ark planları ile artış göstermektedir. 1, 2 Ark YAAT ve 7, 9 Alan YART planları baş boyun kanserlerinde klinik olarak kabul edilebilir tedavi yöntemleridir. Tedavi süresinin kısalığı ve monitor unit değerlerinin daha düşük olması açısından YAAT planları daha avantajlıdır.ABSTRACTCOMPARISON OF SIMULTANEOUS INTEGRATED BOOST METHOD FOR DIFFERENT TREATMENTS IN HEAD AND NECK CANCER RADIOTHERAPYA comparative planning study was undertaken to evaluate dosimetric differences between volumetric modulated arc therapy (VMAT) versus intensity modulated radiation therapy (IMRT) in the treatment of head and neck. In this study 7, 9 fields IMRT and 1, 2 arc VMAT plans were performed for 20 patients with head and neck cancer. 20 patients were investigated, with a standard prescription of three dose levels to the target volumes (70, 60 and 54 Gy) in 33 fractions. Simultaneous Integrated Boost technique plan was generated for all patients and optimized with four techniques, with similar planning objectives. Dose of all plans of four techniques were calculated for 6MV photon using anisotropic analytical algorithm implemented in Eclipse treatment planning system. Plans were normalized to improve %95 Planning Target Volume (PTV) coverage. PTVs and critical structures maximum and mean doses were analyzed by using dose volume histogram. 9 field IMRT and 2 arc VMAT plans show superior dose homogeneity and dose conformity in PTVs. Doses to optic nerves, chiasm, eyes, lenses and protists were slightly lower in 7, 9 field IMRT plans. Doses to the brain stem, spinal cord, mandibula and larynx were better in the 2 arc VMAT techniques. Oral cavity dose reduced significantly with 1 arc VMAT. The high dose radiation volume to the normal tissue and the mean normal tissue dose decreased, but the low dose radiation volume increased slightly in the 1 and 2 arc VMAT plans. 1, 2 arc VMAT and 7, 9 field IMRT plans produced clinically acceptable treatment plan for the head and neck cancer. VMAT represents an attractive solution because of the shorter delivery time and the lower of monitor unit compared with IMRT.

ÖZETFARKLI OKSİT-POLİMER KOMPOZİTLERİN YAPISAL VE DİELEKTRİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİBu çalışmada, dielektrik sabiti düşük olan Poli Metil Metakrilat (PMMA) polimeri ile dielektrik sabiti PMMA’ya göre yüksek olan Titanyum Dioksit (TiO2) ve Tellüryum Dioksit (TeO2) oksitleri kullanılarak solüsyon karıştırma yöntemi ile TiO2/PMMA ve TeO2/PMMA kompozitleri elde edildi. Solüsyon karıştırma süreci öncesinde oksitlerin parçacık boyutunun düşürülmesi ve kloroform çözeltisi içerisinde homojen dağılması için, oksit parçacıklar ultrasonik çalkalamaya maruz bırakıldı.Kompozitlerin yapısal analizleri için kızıl ötesi spektroskopisi (FT-IR), X-Işınları Kırınımı (XRD), Mor Ötesi-Görünür Bölge Spektrofotometresi (UV-Vis) kullanıldı. Dielektrik özellikleri ise dielektrik, elektriksel iletkenlik ve empedans analizörü kullanılarak incelendi. Yapısal analizler sonucunda, oksit parçacıkları ile polimer moleküller arasında zayıf etkileşmelerin (Van der Waals) gerçekleştiği gözlemlendi.Düşük katkılama oranlarında (

ÖZETMETALİK NANO YAPILAR CİVARINDA TEK ELEKTRONLU İYONLARDAN OLUŞAN GAZ HEDEFLERDEN ÜRETİLEN YÜKSEK MERTEBELİ HARMONİK SPEKTRUMDA ÇİFT MERTEBELİ HARMONİKLERİN BASTIRILMASIYüksek Mertebeli Harmonik Üretim (HHG) süreci belirli bir frekansa sahip ve yeteri derecede şiddetli lazer alanının parçacıkları atom veya molekül olan gaz hedeflerle etkileşmesi sonucu oluşan bir süreçtir. Lazer alanın şiddet arttıkça etkileştiği atom veya molekülde indirgediği kutuplanma alan genliğinin artan oranda kuvvetlerine bağlı hale gelerek HHG sürecini lineer olmayan bir sürece dönüştürür. HHG, literatürde “three step model” olarak bilinen yarı-klasik model çerçevesinde açıklanabilir. Bu model özü itibariyle üç basamaktan oluşmaktadır. Sürecin ilk basamağı iyonlaşma süreci olarak bilinir. İyonlaşma basamağı lazer alanın etkisiyle hedef atomdaki bir elektronun iyonlaşması şeklinde anlaşılmalıdır. Sürecin ikinci basamağında serbest kalan elektron lazer alanının çevrim periyodunun ilk yarısında bir yöne, ikinci yarısında ise bunun tersi yönde hızlandırılarak hareket ettirilir. Elektronun lazer alanındaki ivmeli sürüklenme hareket yönü iyonlaştığı atomik sisteme doğru olursa elektron bu sistemle yeniden birleşebilir veya bu sistemden saçılarak ortamdan uzaklaşabilir. Elektronun iyonlaştığı atomik sistemle yeniden birleşmesi üç adım modelinin son basamağını oluşturur. Bu son basamakta elektronun lazer alanını ile etkileşmesi sonucu kazandığı enerjinin çevreye frekansı lazer alan frekansının tek tam sayı katlarına eşit frekansta fotonların yayılmasını sağlar. HHG süreci ile üretilen harmonik frekanslar optik bölgeden aşırı ultraviyole frekans bölgesine kadar uzanan geniş bir aralıkta olmaktadır.HHG yöntemiyle ottosaniyeli (1 ottosaniye = 10-18 saniye) atmaların üretilebilmesi mümkündür. Bu tür atmaların zaman aralıkları atomik boyutlarda gözlenen pek çok sürecin doğal zaman ölçeği ile örtüşmektedir. Bu durum atom, molekül ve katılarda gözlenen dinamik süreçlerin zaman çözünürlü araştırılmasının kapısını açmıştır.HHG spektrumundaki kesme frekansını büyüterek daha kısa dalga boylu atma üretimi son zamanlarda önemli bir araştırma konusu olarak ortaya çıkmıştır. Harici lazer alan etkisiyle metal nano yapıların yüzeylerinde oluşturulan yüzey plazmon rezonans etkisiyle, bu yapılar civarına konumlandırılmış gazlardan üretilebilen HHG spektrumlarına ait kesme frekanslarını daha büyük değerlere taşımak mümkündür. Biz bu tezimizde papyon (bow-tie) şeklinde hazırlanmış metalik nano yapılar arasına yerleştirilmiş farklı türden tek elektronlu atom ve iyonların şiddetli lazer alanıyla etkileştirilmeleri sonucu üretilen harmonik spektrumu inceledik. Bu çalışmanın temel amacı lazer alanının etkisiyle metalik nano parçacıkların yüzeylerinde oluşan plazmonların harmonik spektruma etkisini ortaya koymaktır. Lazer alanıyla plazmonlar arasındaki etkileşme gaz parçacıklarının bulunduğu ortamda uzay değişimi düzgün olmayan şiddeti hayli artmış ortak bir alanın oluşmasına neden olur. Zamana bağlı Schrödinger dalga denklemi bu ortak alanda çözülerek atomu ve ve iyonları için harmonik spektrum elde edilmiştir. Plazmonik etkinin, harmonik spektruma ait kesilme eşiğini ciddi anlamda beklentilere uygun şekilde kaydırdığı gözlemlenmiştir.ABSTRACTSUPRESSION OF EVEN-HARMONICS OF HIGH HARMONIC GENERATION BY GAS TARGETS WHICH FORMED SINGLE ELECTRONS IN THE METALLIC NANOSTRUCTURESWhen a sufficiently intense laser field with a definite frequency interacts with atoms or molecules in gas phase, they emit energetic photons. This process is called High Order Harmonic Generation (HHG). When an intense laser field interacts with the atoms or molecules, it induces dipole moments. As the intensity of the laser filed increases, the dependence of these dipole moments on the electric field component of the laser field becomes nonlinear, thus renders the HHG process nonlinear. HHG processes can be explained by a semi-classical model so called as “three step model” in litterateur. This model essentially consists of three steps. The first step of this model is known as the ionization processes. The ionization process in here should be understood as the ionization of the electron due to the interaction of the laser field with the target atom or the molecule. In the second step of this model, the freed electron at the end of the first step is accelerated outwards by the electric field component of the laser field in the first half cycle of the period of the laser field. In the second half cycle of the period of the laser field, the electron is accelerated in the opposite direction. If the accelerated drift of the electron in the laser field is towards the parent atom or the molecule, the electron can either recombine or scatter off the system. The recombination of the electron with the parent atom or the molecule comprises the third step of this model. At the end of the second the step, the electron becomes very energetic due to the interaction with the laser field. When the electron recombines with the parent atom or the molecule, it releases its excess energy by emitting photons with frequencies of odd integer multiples of the frequency of the laser field. The wide range of the frequencies of the photons emitted by the electron in the recombination processes of HHG varies from optical region to extreme ultraviolet region.HHG process enables the generation of laser pulses at the order of attoseconds (1 attosecond = ) . This time scale of the laser pulses generated by the HHG process overlaps with the natural time scale of many atomic processes. This enables the high resolution time scale research of many observed dynamical processes of atoms, molecules, and solids. The short wavelength laser pulse generation by extending the cutoff frequency of HHG spectrum has become an important subject of research. It is possible to extend the cutoff frequency of HHG by coupling the laser field with the resonant plasmonic field generated by the interaction of the laser field with the metallic nanostructures located at the vicinity of the target atoms or molecules. In this work, we investigated the high harmonic generation from single electron ions located at the vicinity of metallic nanostructures in the shape of bow-tie (as a result of the interaction with the intense laser field). The main purpose of this work is to investigate the effect of resonant plasmonic, field due to the interaction of the laser field with the metallic nanostructures, on the high harmonic generation process. The coupling of the laser field with the resonant plasmonic field generates a spatially inhomogeneous common field. The time dependent Schrodinger equation is solved numerically in the common field and high harmonic spectra for H, and is obtained. It is observed that the plasmonic effect significantly enhances the high harmonic generation and extends the cutoff frequency, as expected.

ÖZETBu tez çalışmasında, yarıiletken filmleri Kimyasal Banyo Yöntemi(CBD) ile üretildi. Bu çalışmadaki filmler; farklı sürelerde, farklı pH değerlerinde, farklı konsantrasyon oranlarında ve farklı alt-taş’lar ile üretildiler. Çalışmalar sonucunda elde edilen filmlerin optik, yapısal ve manyetik özellikleri Ultraviole(UV) spektrometre, X-ışını kırınımı(XRD), Taramalı Elektron Miktoskobu(SEM), Atomik Kuvvvet Mikroskobu(AFM) ve Fiziksel Özellikler Ölçüm Sistemi(PPMS) teknikleri kullanılarak belirlendi.Üretilen filmlerin XRD analizleri incelendi. Filmlerin bir kısmının poli-kristal bir kısmının ise amorf bir yapıya sahip olduğu gözlemlendi. SEM analizleri ile atomların film üzerinde nasıl bir dizilişe sahip olduğunu gördük. Ayrıca SEM analizi sayesinde filmlerin kalınlıklarını ölçebildik. Numunelerimizin AFM resimleri sayesinde yüzey pürüzlülük oranları hakkında bilgi aldık. Bu yöntemle üretilen filmlerin oldukça pürüzlü olduğunu gözlemledik. UV spektometre ile cam alt-taşlar üzerine kaplanan filmlerin 200-800 nanometre(nm) dalgaboyu aralığında absorbsiyon ve geçirgenlik grafiklerini inceledik. Ayrıca bu grafikler yardımı ile yarıiletkenimizin bant aralığını hesaplayarak literatüre uygun olarak 2.42-2.45eV olarak hesapladık. PPMS cihazı ile numunelimizin manyetik özellikleri incelendi. Numuneler üzerinde yapılan incelemelerde numunemizin Curie Sıcaklığı yaklaşık 82K olarak görüldü.Bu çalışmada amacımız, ilk önce bileşiğini oluşturup daha sonra farklı alt-taşlar üzerinde ince filmini oluşturmak ve yukarıda belirttiğimiz analizlerini yapmaktı. İlk önce bileşiğin oluşma koşulların incelendi daha sonra başarılı bir şekilde filmler oluşturuldu. Bileşiğin ve filmlerin oluşma koşulları tezin gerekli yerlerinde ayrıntılı bir şekilde anlatılmaya çalışıldı.Anahtar kelimeler: ferromanyetizma, ince film, spintronik, manyetizma, yarı iletkenABSTRACTIn this thesis, semiconductor films were produced by (CBD) Chemical Bath Method. The films in this study were synthesized at different times, pH values, ​​concentration rates, and substrates. At the end of study, the physical ptoperties such as, optical, structural, and magnetic properties of obtained films determined by UV spectrometry XRD, SEM, AFM and PPMS techniques.The XRD analyses of the produced films were examined. It was observed that some of the films have polycrystalline structure while some have amorphous structure. With SEM analysis the arrangement of atoms on the film was investigated. Furthermore, the thicknesses of films were measured by means of SEM analysis. Via AFM images of samples, we got information about surface roughness rates. Films produced by the method were observed as quite rough. ​​Wavelength range between 0 nm and 800 nm, the absorption and conductivity graphics of films coated onto glass substrates were detected by UV-visible spectrometer.In addition, with the help of these graphs, the bandwidth of semiconductor were calculated in according with literature as 2.42-2.45 eV.The magnetic properties of the samples were measured by PPMS device. In analyses conducted on samples, Curie temperature of the samples were seen as approximately 82K.The aim of this study is to form abc compound and thin films onto different subsrates and to conduct the analyses mentioned above.Initially, formation conditions of compounds were examined. After thin films was generated successfully, conditions of compound and thin films were detailed in this thesis.Keywords: ferromagnetism, thin film, spintronic, magnetism, semiconductor

ÖZETPLAZMA İLE ETKİLENDİRİLMİŞ ATOMİK KATMAN BÜYÜTME YÖNTEMİ İLE BÜYÜTÜLEN AlN İNCE FİLMLERİN OPTİK ÖZELLİKLERİAluminyum nitrat (AlN) ince filmleri Si(100), safir ve kuartz alttaşları üzerine plazma ile etkilendirilmiş atomik katman kaplama yöntemiyle büyütülmüştür. ~100 nm AlN katmanları 100 °C- 500 °C sıcaklıkları arasında ve farklı kalınlığa sahip AlN filmleri ise 185 °C sıcaklığında büyütülmüştür. Büyütülen filmlerin düşük açılı x-ışını difraksiyonu (GIXRD), x-ışını kırınımı (Gonio), Fourier dönüşümlü x-ışını spektroskopisi (FTIR), x-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS), spektroskopik elipsometre, optik geçirgenlik ve soğurma spektroskopisi kullanılarak karakterizasyonları yapılmıştır.Bu çalışmada, büyütülen AlN filmlerine ait farklı dalga boylarında kırılma indisleri, dielektrik sabiti, optik bant aralığı ve film kalınlığını elde etmek için, deneysel optik geçirgenlik ve spektroskopik elipsometre datalarının transfer matris metodu kullanılarak modellemesi yapılmıştır. Artan büyüme süresi ve büyüme sıcaklığı ile film şeffaflığının azaldığını ve 633 nm’de kırılma indisinin sırasıyla, 1.89-1.95 ve 1.86-2.05 değerlerini alarak arttığı gözlenmiştir. Hesaplama sonuçları ve soğurma spekroskopisinin analizlerinin her ikisi de büyüme sıcaklığı ile optik bant aralığının 5.82’den 5.88’e arttığını ve film kalınlığı ile 5.9’dan 5.54’e azaldığını göstermektedir.Kızılötesi yansıma spektrumu 660 cm-1 dalga sayısında elde edilen E1(TO) fonon modlarının varlığını doğrulamıştır. Buna ilaveten, E1(TO) modunun film kalınlığı ve büyüme sıcaklığı ile daha düşük dalga sayısına doğru ilerlediğini ve 645-675 cm-1 arasında olduğu gözlemlenmiştir. XPS analizleri 73.5 ±0.1 eV bağlanma enerjisinde temel Al-N bağına ilaveten, 396.3±0.3 eV değerinde Al–O–N, ~74.5 eV değerinde Al–O komplekslerini ve 72.4±0.1 eV değerinde de Al-Al metalik alimunyum bağını içerdiğini göstermektedir.ABSTRACTOPTICAL PROPERTIES OF AlN THIN FILMS GROWN BY PLASMA ENHANCED ATOMIC LAYER DEPOSITIONAluminum nitride (AlN) thin films were grown on pre-cleaned Si (100), sapphire and quartz substrates via plasma enhanced atomic layer deposition. ~100 nm thick AlN layers were deposited at temperatures ranging from 100 to 500°C and deposition of AlN films with different layer thicknesses done at 185 C. Deposited films were characterized by using grazing-incidence x-ray diffraction (GIXRD), x-ray diffraction XRD (Gonio), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), x-ray photoelektron spectroscopy (XPS), spectroscopic ellipsometry, optical transmittance and optical absorption spectroscopy.In this study, to determine refractive index with different wavelenght, dielectric constant, optical band edge and film thicknesses of deposited AlN films, experimental optical transmittance and spectroscopic ellipsometry data were modelled by using transfer matrix method. We observed that by increasing deposition time and also with increasing growth temperature, the film transparency decreased and the refractive index values at 633 nm increased by taking values 1.89-1.95 and 1.86-2.05, respectively. Both calculated results and analysis of the absorption spectroscopy show that optical band edge increased from 5.82 eV to 5.88 eV with growth temperature and decreased from 5.9 eV to 5.54 eV with film thickness.Infrared reflectance spectra confirmed the presence of E1(TO) at 660 cm-1. Moreover, we observed that E1(TO) mode moved towards lower wave numbers with both film thickness and growth temperature and were in the range of 645-675 cm-1. XPS analyses indicated that besides main Al–N bond at 73.5 ±0.1 eV , the films contained Al–O–N at 396.3±0.3 eV, Al–O complexes at ~74.5 eV, and Al–Al metallic aluminum bonds at 72.4±0.1 eV as well.

ÖZETGeçiş Metal Bileşiklerinde Manyetizma ve Spin GeçişleriGeçiş metal komplekslerinin çeşitli organik reaksiyonların katalizlerindeki önemleri gittikçe artmaktadır. İlaç ve biyolojik yakıt üretiminin daha etkin yapılabilmesi için geleneksel reaksiyon testleri yerine uygun kataliz tasarımı bu alanlardaki çalışmaların önemli bir kısmını oluşturmaktadır. Nümerik similasyon temelli modeler reaksiyonların gelişim yön ve oranlarıyla ilgili ön görüleri oluşturmada yardımcı olabilirler. Model çalışmaları, moleküler yapıların ve tercih edilen elektronik hallerinin doğru tahminlerini çok hızlı şekilde sağlayabilir. Kimyasal kayma ve kuplaj (nükleer manyetik rezonans ölçümleri için) , tercih edilen spin halleri (Manyetik alan ölçümleri için),titreşimsel ve elektronik soğurma frekansları(kızılötesi ve morötesi bölgelerde optik spektrumların analizleri için) parametreleri için model simulasyonlardan elde edilecek değerler deneysel karakterizasyon çalışmalarına yardımcı olurlar. Biz bu tezimizde organometalik sistemleri iki farklı yönden inceleyeceğiz. Bunlardan birincisi NMR spektrum parametrelerin hesaplanmasıdır. Diğeri ise bulundukları ortamın özelliklerine, basınç sıcaklık ve aydınlanma gibi perturbasyon etkileri altında değişebilen tercihli spin hallerinin hesaplanmasıyla ilgilidir.NMR çalışmalarımız için Virginia üniversitesi kimya bölümü öğretim üyelerinden Professor W. Dean Harman tarafından P-31 ve C-13 organometalik sistemler için deneysel NMR spektrumları istenecek ve bu spektrumların teorik simulasyonları yapılacaktır. Bu tür spektrumlar bu tür spektrumlar bünyesinde benzin, pridin, anilin ve anisol gibi aromatik halkalar bulunduran tungsten ve tantalum merkezli organometalik bileşikler için mevcuttur. Tezimizde altarnetif olarak bu bileşiklerden bazıları için simulasyonlarda yapabiliriz.Aromatik halkalar komplekse bağlanmaları sonucunda çok daha reaktif olmakta ve ait oldukları organometalik bileşiklerin X-ışını kristalografi yöntemiyle yapılarının tayin edilmesini zorlaştırmaktadır. Bunun için teorik yöntemlerle hesaplanacak NMR spektrumlarına diğer kuplaj parametrelerine ihtiyaç vardır. Spektrum simulasyonları yoğunluk fonksiyonel teorisini çerçevesinde yapılacaktır.En iyi spektrumu veren enerji ve korelasyon fonksiyonellerinin seçimi için detaylı test çalışmaları yapılacaktır. Merkezi atom olarak demiri bulunduran pek çok metal kompleks taban seviyesindeki spin kuantum sayısını çevresel etkilere bağlı olarak değiştirmektedir. Neese yaygın olarak kullanılan pek çok yoğunluk fonksiyonellerinin bu tür davranışları açıklamada yetersiz kaldığını göstermiştir. Tezimizin bir diğer amacınıda iyi karakterize edilmiş spin geçişli sistemlerin sistematik analizini yaparak en etkin yoğunluk fonksiyonellerinin ve taban kümelerinin belirlenmesi oluşturmaktadır. Uzun vadeli hedefimiz bahsedilen konuları ilerde doktora seviyesine taşımaktır.ARALIK, 2013 MEHMET ALİ VATANDAŞABSTRACTNotes on the Description of Magnetism in Transition Metal ComplexesTransition metal complexes are playing an increasingly prominent role in catalysis of a variety of organic reactions. The efficient production of drugs and biofuels requires the design of catalysts rather than unsystematic synthesis and test so typical of the historic search for effective agents. Computational modeling can help by predicting the course and rate of chemical reactions. Modeling permits rapid and accurate estimates of molecular structure and preferred electronic states. It assists experimental characterization by providing estimates of spectroscopic parameters such as chemical shifts and coupling (for Nuclear Magnetic Resonance measurements), preferred spin states (for magnetometry) and vibrational and electronic absorption frequencies (for optical spectra in the IR and UV regions).We are interested in two possible developments in the modeling of organometallic systems. The first of these is based on calculations of NMR spectral parameters, while the second is based on the calculation of preferred spin states for systems that can switch among states depending on the environment or in response to a perturbation (pressure, temperature, or illumination). For the NMR study, we will collect spectra for P-31 and C-13 in organometallic systems from Professor W. Dean Harman of the chemistry department of the University of Virginia. These spectra are available for organometallic compounds involving tungsten and tantalum and also for complexes of these species with aromatic compounds such as benzene, pyridine, aniline and anisole. Upon complexation, the aromatic compounds become much more reactive. The structures of the complexes are often not easy to determine by X-ray crystallography. Reliable values of NMR shift and coupling parameters for molecular structures computed to be stable can simplify the interpretation of experimental NMR spectra. We will employ a variety of density functionals to determine which best represent known spectra and the most accurate means for computational modeling of moelcuels yet to be synthesized. Certain metal complexes, mostly involving iron (II) as the central atom, change ground state spin quantum number in response to environmental effects. Neese has reported that many widely used density functionals fail to predict this behavior. We will mount a systematic investigation of a set of well-characterized spin crossover systems so to identify the most effective choice of density functional and basis, and then treat less completely characterized systems so to guide experimental investigations.DEC, 2013 MEHMET ALİ VATANDAŞ

ÖZETSIMHA-SOMCYNSKY KURAMI KULLANILARAK POLİMERLERİN NEWTONYEN VE NEWTONYEN OLMAYAN VİSKOZ DAVRANIŞININ SERBEST HACİM CİNSİNDEN İNCELENMESİPolimer sıvıların Newtonyen ve Newtonyen olmayan viskozitesi kalıplama, boya ve paketleme gibi teknik süreçler; gıda, malzeme ve inşaat gibi birçok mühendislik uygulamaları için çok önemlidir. Bu konuda kayma gerinim hızı ( ) bağımlı çok parametreli viskozite modellerinin deneysel verilerle uyumu araştırılagelmiştir. Bunlardan en öne çıkanı Cross modeli olmakla birlikte, modelin yetersiz olduğu çoğu durumlarda modifikasyonlara gidilmiştir. Bu bizi yeni bir model geliştirmeye yönlendirmiş ve sonra model yapısal boşluk kusuru ile ilişkilendirilmiştir.Eyring viskozite tanımındaki gerinim hızının kesirli seri açılımıyla; h0, sıfır kayma viskozitesi ve t, kritik kayma gerilim parametresinin fonksiyonu bir model geliştirdik. Önerdiğimiz model, kesirli seri açılımının parametresi tek bir q ile çalışmakta olup 2q’ya kadar kuvvet terimleri içermekte ve son 2q kuvvet terimi ihmal edildiğinde Cross modeline yaklaşılmaktadır. Her iki durumda da modeli geniş sıcaklık (T) ve basınç (P) aralığındaki deneysel reolojik verilere uyarladık ve q parametresi ile T ve P’nin fonksiyonu h0 ve t niceliklerini hesapladık. Bütün sıcaklık ve basınç aralığındaki deneysel verilerle kıyaslandığında atmosfer basıncında ortalama % 5.30 ve yüksek basınçlarda ortalama % 4.40’tan düşük sapma elde ettik. Modelimizin yüksek basınçlarda Cross benzeri modele göre 2-3 kat daha az sapması, Newtonyen olmayan viskozitenin endüstriyel uygulamalarında önemli bir katkı sağlayabilecektir.Diğer taraftan, deneysel PVT verilerini kullanarak SS Boşluk Teorisi’nin karakteristik parametrelerini ve serbest hacmin bir ölçüsü T ve P’nin fonksiyonu boşluk kesrini (h) hesapladık. Ayrıca, PVTh arasında deneysel verilerle uyumlu değişik Tait benzeri eşitlikler elde ettik.Son zamanlarda, h0 ve sabit gerilimde hfs’nin, h(T,P) ile korelasyonu ilgi odağı olmuştur. Türettiğimiz h0, hfs ve niceliklerinin, h ve T’ye bağımlı “termo-visko-doluluk” fonksiyonu (Yh) ile lineer bağımlılığını gösterdik. Bu niceliklerin ortalama yüzde sapmalarını sırasıyla 1.82 (Cross modeliyle elde edilenden, 2.22, oldukça düşük), 1.99 ve 5.32 olarak hesapladık. Ayrıca, bunların logaritmalarının h’ya göre türevlerinin (viskoholibilite), h arttıkça azalan evrensel bir davranış sergilediğini gözlemledik.ABSTRACTON THE ANALYZING OF NEWTONIAN AND NON-NEWTONIAN VISCOUS BEHAVIOR OF POLYMERS IN TERMS OF FREE VOLUME USING SIMHA-SOMCYNSKY HOLE THEORYThe Newtonian and non-Newtonian viscosities of polymer melts are very important for technical processing like molding, painting and packing; for many engineering applications like food, material and construction. In this regard, the compliance of shear rate dependent multi-parameter viscosity models with experimental results has been investigated. The most notable of these models is the Cross Model, yet being inadequate for many cases it requires several modifications. This, motivated us to establish a new model and then the model is correlated with structural hole defect.By using the fractional series expansion of shear rate in the Eyring viscosity definition, we established a model that is a function of zero shear viscosity, h0, and critical stress parameter, t. Our proposed model requires only a single q in the fractional series expansion, includes power terms up to 2q, and approximates to the Cross model when the last power term 2q is neglected. In both cases we fitted the model to the experimental rheological data at a wide range of T-P values and we computed the parameter q and T-P functional quantities h0 and t. In all h data across a wide range of T-P values, we obtained less than % 5.30 mean deviation at ambient pressure and % 4.40 at high pressures. Thus our model provides 2-3 folds less deviation than the Cross Model at high pressures and may have significant contributions to the industrial applications of non-Newtonian viscosity.In addition to that, by using the experimental PVT data we calculated the characteristic parameters of SS Hole Theory and hole fraction, h(T,P), as a measure of free volume. Also in regard to the relationship among PVTh values we obtained various Tait like equations among PVTh, compatible with the experimental data.Recently, the correlation of h0 and hfs at a constant stress with h(T,P) is a focus of interest. We presented the linear dependency of our derived quantities h0, hfs and with h and T dependent “thermo-visco-occupancy” function (Yh). We also showed that average mean percentage deviations of these quantities are 1.82 (significantly lower than the Cross model provides which is 2.22), 1.99 and 5.32 respectively. Furthermore, we observed that the derivative of the logarithms of viscosities with respect to h (viscoholibility) decreases with h increases.

ÖZETFARKLI POLİMER - Na/BENTONİT NANOKOMPOZİTLERİN SENTEZLENMESİ VE YAPISAL KARAKTERİSTİKLERİ Bu tez çalışmasında ilk olarak pirol monomerinden kimyasal oksidatif polimerizasyon yöntemiyle polipirol elde edildi.Daha sonra polipirola farklı bileşimlerdeki (ağırlıkça) bentonit ilave edilerek polipirol-bentonit kompozitleri oluşturuldu. İkinci olarak, poliakrilonitril (PAN) polimeri ile farklı bileşimlerdeki (ağırlıkça) bentonit kimyasal yöntemle muamele edilerek PAN/Na-bentonit kompozitleri oluşturuldu. Tüm nano kompozit örneklerin yapısal ve termal özellikleri FT-IR, XRD, TGA ve DSC teknikleri kullanılarak yapıldı. Ayrıca PPy/Na-bentonit kompozitlerin dielektrik özellikleri incelendi. Tüm sonuçlar her iki polimerin bentonit ile etkileşme yaptığını aynı zamanda kompozitlerin başarılı bir şekilde oluştuğunu göstermiştir. Artan bentonit miktarına göre her iki kompozitin termal kararlılığı ve camsı geçiş sıcaklıkları artmıştır. PPy/Na-bentonit etkileşmesinin dielektrik davranışında artan bentonit miktarına göre, dielektrik kayıplarında arttığı gözlenmiştir.ABSTRACT SYNTHESIS AND STRUCTURAL CHARACTERIZATION OF DIFFERENT POLYMER - NA / BENTONITE NANOCOMPOSITES In this study first of all polypyrrole was obtained from pyrrole monomer by using chemical oxidative polymerization methods. Then polypyrrole-bentonite composites were produced by adding bentonite in different compositions to polypyrrole. Secondly, poliacrylonitrile-bentonite (PAN/Na-bentonite) were produced by using chemical methods andbentonite was added in different percentages. Structural and thermal properties of nanocomposites obtained were studied by FT-IR, XRD, TGA and DSC techniques. Additionally dielectric properties of the PPy/Na-bentonite composites were also studied.All results showed that there are interactions polymers and bentonites. The results also showed that the composites were produced sussecfully. Thermal stability and glass transition temperature increased with increasing bentonite amount.Dielectric results of the PPy-Na-bentonite composite showed that dielectric loss increased with increasing amount of bentonites.

ÖZETBaFe4-xPtxSb12 (x=0.00, 0.05, 0.20) SKUTTERUDITE BİLEŞİKLERİNİN MANYETİK VE YAPISAL ÖZELLİKLERİBu tez çalışmasında BaFe4-xFexSb12 (x=0.00, 0.05, 0.20) bileşiklerinin kristal yapıları, manyetik özellikleri ve manyetik yapıları; x-ışını toz kırınım deneyleri ve manyetik ölçüm deneyleri ile incelenmiştir. Bütün bileşikler katı-hal tepkime yöntemi ile elde edilmiştir. X-ışını toz kırınım ölçümleri, Cu-Kα (λ=1.5405 Å) kaynağına sahip Rigaku kırınımmetresi ile yapılmıştır. Manyetik ölçümler, PPMS (Quantum Design) manyetometresi ile yapılmıştır.X-ışını toz kırınım deneyleri sonucunda, bütün bileşiklerin Im uzay grubuna sahip cisim merkezli kübik kristal yapıda kristallendiği belirlenmiştir. Fe’nin yerine Pt girdikçe birim hücre parametresi a değişmemiştir.BaFe4-xFexSb12 (x=0.00, 0.05, 0.20) bileşiklerinde mıknatıslanma ölçümleri sonuçlarına göre ferromanyetik fazdan paramanyetik faza geçiş gözlemlendi. Bu bileşiklerde düşük alanlarda (0 Oe ve 20 Oe) Fe’nin yerine Pt girdikçe manyetik geçiş sıcaklıklarında azalma gözlenmiştir. Ancak yüksek alanlarda manyetik geçiş sıcaklıkları değişmemiştir.ABSTRACTMAGNETIC AND STRUCTURAL PROPERTIES OF BaFe4-xPtxSb12 (x=0.00, 0.05, 0.20) SKUTTERUDITE COMPOUNDS In this thesis, the crystal structure, magnetic properties and magnetic structures of BaFe4-xFexSb12 compounds have been investigated by x-ray powder diffraction and magnetic measurements. All compounds have been prepared by solid state reactions method. X-ray powder diffraction studies have been caried out by using Rigaku diffractometer with Cu-Kα (λ=1.5405 Å) radiation. The magnetic properties of the compounds have been studied by PPMS (Quantum Design) magnetometer.The X-ray powder diffraction studies have confirmed the existence of a body centered cubic cubic (bcc) phase having the LaFe4P12-type structure with the space group Im for all compounds. The remaining constant of the lattice parameter a was observed with the substitution of Pt for Fe.In the BaFe4-xFexSb12 (x=0.00, 0.05, 0.20) compounds, the magnetic phase transition from ferromagnetism to paramagnetism was observed. For these compounds, magnetic phase transition temperatures decrease with the substitution Pt for Fe at low magnetic fields (0 Oe and 20 Oe), but at high magnetic fields (70 kOe), magnetic phase transition temperatures remain constant.

ÖZETSULARDAKİ MİKROORGANİZMALARIN BELİRLENMESİNE YÖNELİK BİYOSENSÖRLERİN GELİŞTİRİLMESİBiyosensörler, tıp, endüstri ve mühendislik gibi pek çok alanda yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bu uygulama alanlarından birisi de sulardaki mikroorganizmaların belirlenmesidir.Bu çalışmada, su ortamında Enterokok (Enterococcus faecalis) bakteri konsantrasyonunun ve ortam sıcaklığının biyosensörlerin cevabı üzerindeki etkileri araştırıldı. Sudaki Enterokok bakterilerinin tespit edilebilmesi için biyosensörler yapıldı. Bunun için iki tip transduser kullanıldı. Bunlardan birincisi İnterdijital Transduser (IDT), ikincisi ise Kuvars Kristal Mikroterazi (QCM) olarak belirlendi. IDT ve QCM transduserlarının yüzeyleri dikkatli bir şekilde temizlendi ve yüzeyleri, antibadi (anti-Enterokok) kaplanması için bir takım özel işlemler uygulandı. Daha sonra anti-Enterokok antibadisi transduserların yüzeyleri üzerine kaplandı. Biyosensörlerin üretilmesi bu şekilde tamamlandı. Biyosensörlerin farklı su sıcaklığı ve su ortamındaki bakterilerin farklı konsantarsyonlarına vermiş oldukları cevaplar ölçüldü. Enterokok bakteri konsantrasyonu ve ortam sıcaklığı ölçüm aralıkları sırasıyla 100 - 5x106 cfu/ml ve 5-25°C olarak belirlendi. IDT’ nin DC ve AC (40 Hz - 100 kHz) elektriksel ölçümleri, QCM’ in ise zamana bağlı frekans ölçümleri yapıldı. Ölçülen parametreler üzerinden biyosensörlerin duyarlılıkları hesaplandı. Ayrıca zamana bağlı frekans ölçümlerinden QCM transduser’ların cevap süreleri hesaplandı.Farklı bakteri konsantrasyonları ve farklı sıcaklıklarda IDT ile yapılan d.c. ve a.c. ölçümler ile QCM ile yapılan frekans ölçümleri sonucunda, üretilen biyosensörlerin incelenen ölçüm aralığı içinde Enterokok bakterisini başarılı bir şekilde algıladığı görülmüştür. Enterokok bakterisinin tespit edilmesinde a.c. ölçüm sonuçlarının d.c. ölçüm sonuçlarından daha başarılı olduğu görülmüştür. Sensörlerin duyarlığı, bakteri konsantrasyonu artarken azalmıştır. QCM tabanlı biyosensörlerin cevap sürelerinin, sıcaklık ve konsantrasyona bağlı olarak 100 ile 200 saniye aralığında olduğu belirlenmiştir. Sonuçlar yapılan biyosensörlerin geri dönüşümlü (reversible) olduğunu da göstermiştir.ABSTRACTTHE DEVELOPMENT of BIOSENSORS for DETECTION of MICROORGANISMS in WATER Biosensors have wide range of applications in many fields such as medical, industrial and engineering. One of the application areas of the biosensors is detection of microorganisms in water ambient.In this study, the effects of the Enterococcus faecalis bacteria concentration in water and ambient temperature on biosensor responses were investigated. For this aim, biosensors were fabricated for the detection of Enterococcus faecalis bacteria in water. Two types of transducers were used. First one was Interdigital Transducer (IDT) and second was Quartz Crystal Microbalance (QCM). Surface of IDT and QCM transducers were cleaned thoroughly. Special processes were performed to prepare the surface of the transducers for the deposition of the antibody. Anti- Enterococcus faecalis (antibody of Enterococcus) were deposited on the surface of the transducers. The fabrication of biosensors was completed in this way. Responses of the biosensors were measured in water ambient at different bacteria concentration and water temperatures. Range of the Enterococcus bacteria concentration and water temperature were 100 - 5x106 cfu/ml and 5-25°C, respectively. D.c. and a.c. (40 Hz - 100 kHz) conductivity measurements were performed on IDT. Frequency measurements were performed on QCM. Sensitivity of the biosensors for the tested parameters was calculated. Response times were also calculated for frequency measurements on QCM.D.c. and a.c. measurements on IDT and frequency measurements on QCM in water at different bacteria concentration and temperature revealed that the fabricated biosensor detected very successfully the Enterococcus bacteria in the measurement ranges. A.c. measurement results were found very successful to determine the Enterococcus bacteria than d.c. measurements. Sensitivity of the sensors decreased with increasing bacteria concentration. Response times for QCM based biosensors were calculated between 100-200 seconds depending on temperature and bacteria concentration. The results also showed that responses of the sensors were reversible.

ÖZETPNICTIDE TİPİ BİLEŞİKLERİN MANYETİK VE YAPISAL ÖZELLİKLERİSon yıllarda keşfedilen FeAs temelli süperilekenler temel araştırmada ve teknolojik yeniliklerde ümit verici yeni malzemeler olarak ortaya çıkmaktadır. Çok yakın yıllarda, oksijen içermeyen yeni tür süperiletken malzemeler bulunmuştur. Bu bileşikler, süperiletkenliğin anlaşılmasında belki de CuO içeren yüksek sıcaklık seramik malzemelerde süperiletkenliğe neden olan mekanizmaların anlaşılmasında yardımcı olacaktır. BaFe2As2 (122 bileşiklerinde) Ba, Fe veya As iyonlarının farklı elementlerle kısmen yer değiştirmesi, bu sistemlerde süperiletkenliğin ne zaman ve nasıl ortaya çıktığının anlaşılmasında birtakım yeni ve belirgin deneysel ipuçları elde etmemize izin vermektedir. Bu tür malzemelerden (Ba1-xKx)Fe2As2 bileşiğinde, antiferromanyetik düzenin tamamen ortadan kaldırıldığı hallerde süperiletkenlik geçiş sıcaklığı Tc = 38K’e kadar yükseltilebilmiştir. Bu sıcaklık, günümüze kadar, bu seride ulaşılabilen en yüksek süperiletkenlik geçiş sıcaklığı olarak bilinmektedir. Yukarıda sözünü ettiğimiz hem bu tür Fe/As bileşiklerinde ve hem de manyetik olmayan bileşiklerde (Fe içermeyen) yapısal bir benzerlik vardır. Bu bileşikler BaAl4 tipi katmanlı tetragonal yapıya sahiptirler. Son sözünü ettiğimiz seri ise çok daha karmaşık kristal simetri türleri içermektedir. FeAs temelli malzemelerde süperiletkenliğin, Fe-As tabakalarının çok özel bir yapısal ve elektronik düzenin varlığından kaynaklandığına inanılmaktadır. Yani, bu tabakalar FeAs4 biriminde düzenli bir tetrahedron yapıda olduğunda veya Fe-As–Fe bağlar arasında 109.4˚ bir açı oluştuğunda Tc maksimum değerine ulaşmaktadır. Bu çalışmada bir seri 122-YFe2-xPtxSb2 ve 111/112-YFeSbx ve BaNi2As2 bileşikleri sentezlenmiştir. Manyetik karakterizasyon için mıknatıslanma (dc manyetik duygunluk), yapısal karakterizasyon için XRD ölçümleri yapılmıştır.ABSTRACTMAGNETIC AND SUTRUCTURAL PROPERTIES OF PNICTIDE TYPE COMPOUNDSThe recently discovered FeAs-based superconductors are a new, promising set of materials for technological and basic research. Very recently, oxygen free new materials were discovered. These compounds may yield a better understanding of the superconducting state, perhaps even shedding light on the still-perplexing CuO-based high-Tc materials.The partial chemical substitution of either Ba, Fe, or As ions with a different element in BaFe2As2 (122-compounds) compounds have allowed for a systematic development of clear experimental rules for when and how superconductivity can be induced in this system. The maximum superconducting transition temperature, Tc = 38 K for (Ba1-xKx)Fe2As2 is obtained near the critical concentration where antiferromagnetic (AFM) ordering is completely suppressed. All these compounds including Fe/As based superconductors as well as those with non-magnetic elements are structurally related to the tetragonal layered BaAl4-type structure, the latter ones form complicated modulated derivatives. It is believed that for iron arsenides the superconductivity is related to the specific structural and electronic conditions in the Fe-As layers, e.g. the Tc becomes maximum when FeAs4 units form a regular tetrahedron or when the Fe-As-Fe angle approaches 109.4˚ while for compounds with non-magnetic elements.We prepared a serie of 122-YFe2-xPtxSb2 (x=0.00, 0.01, 0.05), 111/112-YFeSbx (x=1.0, 1.2, 2.0) and BaNi2As2 compounds. We used magnetization (dc susceptibility measurements) measurements techniques for magnetic characterization and XRD for structural characterization.

ÖZETDÖNEN KARA DELİKLER İÇİN GRİ-CİSİM KATSAYILARIBu tezde boyutlu, tek dönme parametresine sahip bir kara deliğin skaler bir alanla tedirgenmesi ele alınmıştır. Kara delik bombası yöntemi kullanılarak süperparlama kararsızlığının mevcudiyeti incelenmiş ve skaler alan için gri-cisim katsayıları hesaplanmıştır. Bu özelliklerin uzay-zaman boyut sayısı ve skaler alanın yörünge kuantum sayısı ile olan ilişkisi belirlenmiştir. Bu çalışmada yavaş dönme ve düşük frekans durumları göz önüne alınarak skaler alan için Klein-Gordon denklemi ve eşleştirilmiş asimtotik açılım yöntemi kullanılmıştır. Sonuç olarak, uzay-zaman boyut sayısı çift ise skaler alanın yörünge kuantum sayısından bağımsız olarak, süperparlama koşulu altında kararsızlık mevcut olup gri-cisim katsayıları ve soğurma azalma oranı süperparlama olayı ile uyumludur. Uzay-zaman boyut sayısı tek olması durumunda ise ilginç sonuçlar elde edilmiştir. Bu durumda eğer oranı ’nin tek katı ise süperparlama kararsızlığı mevcut olmayıp soğurma azalma oranı fermiyonik hale gelmektedir. Bu oran bir tam sayı ise sadece kararsızlık, ne tam sayı ne de ’nin tek katı ise hem kararsızlık hem de frekans kayması mevcuttur. Bu sonuçlar daha önce yapılmış olan çalışmalarla uyumlu olup dört ve beş boyut için elde edilmiş bu sonuçları boyuta genellemektedir.ABSTRACTGREY-BODY FACTORS FOR ROTATING BLACK HOLESIn this thesis, the perturbation of a dimensional, rotating black hole having a single rotation parameter with a scalar field is investigated. Using the black hole bomb mechanism the existence of superradiance instability is studied and the grey-body factors of the scalar field is calculated. The relation between these and space-time dimensions and orbital quantum number is determined. In this work Klein-Gordon equation for slow rotation and low frequency is considered and the matched asymptotic expansion method is employed. As a result, if the space-time dimension is even, irrespective of the orbital quantum number of the scalar field, the instability is present if the superradiance condition is satisfied and the grey-body factors and decay rates are compatible with superradiance phenomena. Interesting results are obtained if the space-time dimensions are odd. In this case if the ratio is a half integer, there is no instability and the decay rates become fermionic. If this ratio is integer, there is only instability and if it is neither integer nor half integer, there is both instability and frequency shifts. These results are compatible with previous works and generalize these four and five dimensional results to dimensions.

ÖZETORGANİK TABANLI HİBRİT GÜNEŞ PİLLERİNİN YAPIMI VE KARAKTERİZASYONUEnerjiye olan talep, gelişen teknoloji ile beraber her geçen gün daha fazla artmaktadır. Fosil enerji kaynaklarının çevreye olan olumsuz etkileri ve zamanla azalan rezervlerinden dolayı, yenilenebilir enerji kaynaklarının araştırılması çalışmaları artarak devam etmektedir.Bu tez çalışmasında, organik tabanlı hibrit güneş pillerinin üretimi, elektriksel ve optik özellikleri çalışıldı. Organik ve inorganik tabakalar sol-jel spin kaplama yöntemiyle indiyum kalay oksit (ITO) altlıklar üzerine kaplandı. Çalışmanın ilk bölümünde, gate malzemesinin, organik ve inorganik tabaka malzemelerinin ve organik ve inorganik tabaka kalınlıklarının yapılan güneş pillerinin parametreleri üzerindeki etkisi incelendi. Bunun için, üç farklı gate materyali (Al, Ag ve Cu), üç farklı inorganik tabaka (TiO2, ZnO ve SnO2) ve üç farklı organik tabaka (P3HT, C60 ve P3HT-C60) kullanıldı. Çalışmanın ikinci kısmında, inorganik tabakaya katkı malzemesi ve katkı yoğunluğunun güneş pili parametrelerine etkisi incelendi. Çalışmanın bu kısmında, inorganik tabakaya katkı yoğunluğunun güneş pili parametrelerine etkisini incelemek için SnO2 tabakası çinko ile (kütlece %1, %2, %5, %10, %15) ve ZnO tabakası kalay ile (kütlece %1, %2, %5, %10, %15) katkılandı.Yapılan fotovoltaik hücrelerin, maksimum güç verimi (Pmax), doluluk oranı (FF), kısa devre akımı (Isc) ve açık devre voltajı (Voc) gibi temel güneş pili parametreleri atmosferik şartlarda, karanlık ve aydınlık ortamda ölçülen akım-gerilim (I-V) değerlerinden hesaplandı. Sonuçlar, alüminyum gate’e sahip ZnO ve SnO2 tabakalı fotovoltaik hücrelerin güneş pili parametrelerinin inorganik ve organik tabaka kalınlıklarıyla değiştiğini gösterdi. Ayrıca, kalay katkılı (%1 - %10) ZnO inorganik tabakalı fotovoltaik hücrelerin güneş pili parametrelerinde (yaklaşık, Pmax 9 kat, Voc 6 kat, Isc 1.4 kat artırıldı) iyileşme sağlandı. ABSTRACTFABRICATION AND CHARACTERIZATION OF THE ORGANIC BASED HYBRID SOLAR CELLSDemand for energy increases day by day with the developing technology. Search for renewable energy resources has been increasing due to the fact that fossil energy resources have negative environmental effects and decreasing reserves by time.In this thesis, fabrication, electrical and optical properties of organic based hybrid solar cells were studied. Sol-gel spin coating method was used to deposit the organic and inorganic films on the Indium Thin Oxide (ITO) substrates. In the first part of the study, effects of the gate material, inorganic and organic material and thickness of inorganic and organic layers on the fabricated solar cell’s parameters were investigated. To do this, three types of gate materials (Al, Ag, and Cu), three types of inorganic layers (TiO2, ZnO and SnO2) and three types of organic layers (P3HT, C60 and P3HT-C60) were used. In the second part of the study, effect of the doping material and doping concentration to the inorganic film on solar cell parameters were investigated. In this part of the study, SnO2 layer was doped with zinc (by wt. 1%, 2%, 5%, 10%, and 15%) and the ZnO layer was doped with tin (by wt. 1%, 2%, 5%, 10%, and 15%) to examine the effect of the doping concentration to the inorganic layer on solar cell parameters.The basic solar cell parameters such as the maximum power efficiency (Pmax), fill factor (FF), short circuit current (Isc) and open circuit voltage (Voc) of the fabricated photovoltaic cells were calculated by using current-voltage (I-V) data measured in the dark and light environment in the atmospheric conditions. The results showed that, solar cells parameters of the photovoltaic cells with aluminum gate and ZnO and SnO2 layers varied with thickness of the inorganic and organic layers. Further, solar cell parameters were obtained better (nearly 9 times for Pmax, 6 times for Voc, 1.4 times for Isc) by doping with Sn to ZnO PV cells in the doping concentration range of (by wt. 1% - 10%).

ÖZET GALAKSİ KÜMELERİNİN X-IŞIN GÖZLEMLERİBu tezin amaçlarından biri, galaksi kümesi ortamlarının ve galaksi kümelerinde meydana gelen galaksilerarası aktivitelerin, üye galaksilerin evrimini nasıl etkilediği sorusuna cevap bulmaktır. Bunun için, kümede bulunan galaksilerin X-ışın özelliklerini ortaya çıkarmak ve küme dışında, alanda bulunan galaksilerle kümede bulunan galaksileri karşılaştırmak amacıyla XMM-Newton uydusu arşivinden, yakın mesafede (z

ÖZETATOM NUMARASI 4≤Z≤18 ARALIĞINDA OLAN ve LİTYUM KONFİGÜRASYONUNA SAHİP ELEMENTLERİN DÜŞÜK SICAKLIK IŞIMALI ve DİELEKTRONİK BİRLEŞME ORAN KATSAYILARININ HESABI Tezimiz, atom numarası aralığında ve Li konfigürasyonuna sahip iyonların ışımalı (RR) ve dielektronik birleşme (DR) süreçleri için elde edilen sonuçları sunmaktadır. Yapısal ve geçiş süreçlerine ait hesaplamaların teorisi de tezde özetlenmiştir. Simülasyonlarda, hem LS hem de ara-kuplajlı (IC) atomik ve iyonik enerji seviyeleri, ışımalı ve oto-iyonlaşma oranı, foto-iyonlaşma tesir kesiti hesapları için geliştirilmiş olan AUTOSTRUCTURE programı kullanılmıştır. IC hesabında, kısmi ve toplam DR ve RR tesir kesitleri ve oran katsayılarının elde edilmesi için (kappa-ortalamalı) rölativistik dalga-fonksiyonları kullanılmıştır. Elde edilen sonuçların doğruluğunu arttırmak için hedef iyonun taban hali çok-konfigürasyonlu dalga fonksiyonu ile temsil edilmiştir. Radyal fonksiyonlar Slater-türü (STO) model potansiyel kullanılarak hesaplanmıştır. Sürekli hallere ait orbitaller Breit-Pauli türü rölativistik etkileşmeleri de içeren çarpıtılmış-dalga yaklaşımı ile hesaplanmıştır. Işımalı oran hesapları için taban durumu , ve konfigürasyonlarının karışımı şeklinde ifade edilmiştir. Sürekli hal fonksiyonları ve konfigürasyonlarından elde edilmiş ve ile temsil edilen gelen elektronun açısal momentum değerleri aralığında alınmıştır. Gelen elektronun yakalanmasını takiben, 1s ve 2s alt-kabuklarından ve çekirdek geçişlerini sağlayacak şekilde, DR hesaplamaları hem taban hem de yarı-kararlı haller için yapılmıştır. Gelen elektronun yakalanması ile uyarılmış iyonların n ve l kuantum sayıları, sırasıyla, 15 ve 25 değerlerine kadar hesaplara dâhil edilmiştir. Belirli plazma sıcaklıkları için elde edilen DR ve RR oranları daha sonra bütün plazma sıcaklıklarında oran katsayılarını verecek bir analitik fonksiyona fit edilmiştir. IC enerji hesapları NIST’in önerdiği veriler ile karşılaştırmalı olarak tablolandırılmıştır. Hem DR hem de RR süreçlerine ait tesir kesitleri oran katsayılarına dönüştürülürken, elektronların hız dağılımlarının Maxwellian oldukları varsayılmaktadır.ABSTRACTLOW-TEMPERATURE DIELECTRONIC andRADIATIVE RECOMBINATION RATE CALCULATIONS for LI-LIKE IONS WITH ATOMIC NUMBERS 4≤Z≤18This thesis presents the results of the work done for the radiative(RR) and dielectronic recombination (DR) rates for Li-like ions with atomic numbers . The theory behind the structure and transition calculations is also summarized. Simulations are performed by using AUTOSTRUCTURE program developed for the calculation of atomic and ionic energy levels, radiativeand autoionization rates, photoionization cross sections in both LS and intermediate-coupling (IC). In IC calculations (kappa-averaged) relativistic wave-functions are used to obtain the partial and total DR and RR cross sections and rate coefficients. Ground states of the target ions are represented by multi-configurational wave functions to improve the accuracy. Radial functions are calculated in a Slater-Type-Orbital (STO) model potential. The continuum orbitals are computed in a distorted-wave approximation which includes Breit–Pauli type relativistic interactions. The ground state of the recombined ion is represented by the linear combination of , and configurations for the radiative rate calculations. The continuum wave functions are derived from the and configurations with orbital angular momentum values ranging for the incoming electron represented by . DR rate calculations are performed from both ground and metastable states with and core transitions from 1s and 2s subshells accompanying the capture of incoming electron. The n and l quantum numbers of the bound excited states for the ion results from the capture of the incoming electron are included up to 15 and 25, respectively. Both DR and RR rates obtained for a certain plasma temperatures were later fitted to analytic functions to get rates for all plasma temperatures. Intermediate coupling energy calculations are compared with recommended NIST data in tables and rates are presented in figures. In converting the cross sections to rates for both RR and DR processes, the velocity distribution of electrons is assumed to be Maxwellian.

ÖZETTANTAL OKSİT FİLMLERİN YAPISAL, ELEKTRİKSEL VE OPTİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİMetal oksit malzemeler, optik, elektrik, manyetik vb. özelliklerinden dolayı son yıllarda ilgi çekmektedirler. Tantal oksit ince filmler, birçok uygulamaya sahip olan metal oksit yarı iletken malzemeler arasında yer almaktadır. Bu tez çalışmasında, tavlama sıcaklığının ve katkı oranının tantal pentoksit ince filmlerin yapısal, elektriksel ve optik özelliklerine etkisi incelenmiştir. Filmler, sol-gel daldırma metoduyla kaplanmıştır. Tavlama sıcaklığının katkısız filmlerin fiziksel özelliklerine etkilerini incelemek için, filmler 573, 623, 673, 723, 773 K sıcaklıklarında tavlanmıştır. Katkı oranının etkilerini incelemek için, titanyum (%3, %5, %10, %15) ve kalay (%1, %3, %5, %10, %15) kullanılmıştır. Yapısal analiz X-ışını kırınımı ve elementel analiz Enerji-dağılım X-ışını spektroskopisi teknikleriyle yapılmıştır. Filmlerin doğru akım ve alternatif akım iletkenliği (40–105 Hz) 295–523 K sıcaklık aralığında vakumda ölçülmüştür. Optik özellikler, filmlerin soğurması ve geçirgenliğinin dalga boyuna bağlı (250–800 nm) olarak ölçülmesiyle belirlenmiştir. Filmlerin optik bant aralığı, kırma indisi ve kalınlığı hesaplanmıştır. Yapısal analizler filmlerin amorf yapıda olduğunu göstermiştir. Doğru akım iletkenlik ölçümleri, katkısız ve katkılı filmlerin yarıiletken özellikte olduğunu göstermiştir. Aktivasyon enerjilerinin katkısız, titanyum ve kalay katkılı filmler için sırasıyla 1.06–0.81 eV, 1.06–0.79 eV, 1.06–0.89 eV aralığında değiştiği bulunmuştur. Ac ölçümlerden, yük iletim mekanizmasının hoplama modeliyle açıklanabileceği görülmüştür. Optik ölçümlerden, optik bant aralıklarının katkısız, titanyum ve kalay katkılı filmler için sırasıyla, 1.71–3.47 eV, 2.92–3.98 eV, 2.04–3.76 eV aralığında değiştiği bulunmuştur. Katkısız filmlerin kırma indisinin, tavlama sıcaklığı ile arttığı, katkılı filmlerde, katkı oranına ve dalga boyuna bağlı olarak değiştiği belirlenmiştir. Filmlerin kalınlıklarının katkısız filmlerde, tavlama sıcaklığıyla, titanyum katkılı filmlerde katkı oranıyla ters orantılı, kalay katkılı filmlerde, katkı oranı artarken azalma eğiliminde olduğu görülmüştür. ABSTRACTINVESTIGATION of STRUCTURAL, ELECTRICAL and OPTICAL PROPERTIES of TANTALUM OXIDE FILMSIn recent years, metal oxide materials are attracted attention due to their optic, electrical and magnetic properties. Tantalum oxide thin films take places among metal oxide semiconductor materials having lots of applications.In this thesis, effects of annealing temperature and doping concentration on structural, electrical and optical properties of tantalum oxide films were investigated. Films were deposited using sol-gel dipping method. In order to investigate effects of annealing temperature on physical properties of undoped films, the films were annealed at the temperatures of 573, 623, 673, 723, 773 K. In order to investigate doping concentration on physical properties of the films, titanium (3%, 5%, 10%, 15%) and tin (1%, 3%, 5%, 10%, 15%) were used. Structural and elemental analyses were done by using X-ray diffraction and Energy-dispersive X-ray spectroscopy technique, respectively. Direct and alternating current conductivities were measured in the temperature range of 295-523 K, in vacuum. Optical properties were determined by absorbance and transmittance of the films depending on wavelength. Optic band gap, refractive index and thickness of the films were calculated.Structural analysis revealed that the films were amorphous. Undoped and doped films showed semiconductor behavior. Activation energies of the undoped films, doped with titanium films and doped with tin films took places 1.06–0.81 eV, 1.06–0.79 eV, 1.06–0.89 eV, respectively. From alternating current measurements, charge transport mechanism can be explained by hopping model. Optic band gaps for the films of undoped and doped with titanium and tin were found in the range of 1.71–3.47 eV, 2.92–3.98 eV, 2.04–3.76 eV, respectively. Refractive index of the undoped films increased with increasing final annealing temperature. The index varied depending on doping concentration and wavelength. Thickness of the films of undoped and doped with titanium were found as inversely proportional to final annealing temperature and doping concentration, respectively. The variation was tending to decrease with doping concentration for the films doped with tin.

ÖZETTİYOFEN BAZLI ORGANİK ALAN ETKİLİ TRANSİSTÖRLERİN TASARLANMASI VE KARAKTERİZASYONUBu tez çalışmasında, organik yarıiletken katman Regioregular Poli3-hekziltiyofen (P3HT) ve yalıtkan katman Polivinilalkol (PVA) kullanılarak organik alan etkili transistörler (OFET) üretilmiştir. PVA yalıtkan katmanın su ve DMSO içerisinde çözdürülerek üretilen OFET’lerin performansının çözücüye göre değişim gösterdiğini belirledik. DMSO çözücüsü kullanılarak üretilen cihazların eşik voltajlarının düştüğünü ve mobilitenin arttığını, 100 Hz frekans değerinde DMSO’lu örneklerin suya göre 4 kat fazla kapasitif değere sahip olduğunu gözlemledik. Bu sonuçlara göre, literatürde ilk kez DMSO çözücüsü kullanılarak üretilen OFET’ler daha yüksek performansa ve uygulamada daha fazla avantaja sahiptir. ABSTRACTDESIGN AND CHARACTERIZATION OF THIOPHENE BASED ORGANIC FIELD EFFECT TRANSISTORIn this study, organic field-effect transistors (OFET) were produced using the organic semiconductor layer Regioregular Poli3-hekziltiyofen (P3HT) and the dielectric layer polyvinylalcohol (PVA). The performance of OFET’s produced by dissolving PVA dielectric layer in water and DMSO solvent was observed to change in accordance with the solvent. Increase in mobility and decrease in the threshold voltage of devices produced using DMSO was observed, the samples produced using DMSO with 100 Hz frequency value were observed to have four times the capacitive value of water. According to these results, the OFETs produced using DMSO solvent for the first time in the literature have increased performance and more advantages in practice.

ÖZETÇOKLU FERROİK TEK KRİSTAL FİLM TABANLI AYGITLARIN YAPIMI VE KARAKTERİZASYONU Lityum (LiFe5O8, LFO) ve farklı kombinasyonları ile oluşturulmuş ferriteler, katot malzemeleri, lityum iyonlu piller, jiratör, faz kaydırıcıları, devreler ve izole edici gibi mikrodalga aletlerindeki bileşenleriyle, teknolojik uygulama açısından bilim adamları ve sanayiciler tarafından sürekli bir ilgi odağı olmayı sürdürmektedir. Daha önceki çalışmalarda LiFe5O8 hetero yapısı ile birçok TMR aygıtı yapımı denemeleri, uygun alttaş seçimi sınırlı olması, maaliyetinin çok olması, film ve alttaş arasındaki örgü parametreleri uyumsuzluğu nedeni ile istenilen yüksek TMR etkisi elde edilememiştir. Önceki çalışmalarda LiFe5O8 hegza ferrit yapısı için sadece yalıtkan MgO alttaşı kullanılmıştır. Bu çalışmadan LiFe5O8 hetero yapısı için daha uygun bir alttaş seçimi incelenmiş, ve TMR aygıt yapımına geçilmiştir. Aygıt yapımınında karşılaşılan zorluklar ise fizikte ve malzeme biliminde son yıllarda dahada önem kazanmıştır. Alttaş davranışının karakterizasyonunu açısından yeni bir çalışma alanı ortaya çıkarmıştır. Büyüme sıcaklığı ve alttaş etkisinin bir fonksiyonu olarak, PLD tekniği ile büyütülen, LiFe5O8 (LFO) lityum ferrit ince filmlerinin yapısal ve manyetik özellikleri incelendi. Özellikle alttaş etkisin anlaşılması amacıyla LFO ile örgü sabiti çok yakın kaya tuzu MgO, spinel yapılı MgAl2O4, ve perovskite yapısına sahip SrTiO3 alttaşları kullanıldı. Lityum ferritin 750 °C altında düzenli α fazında olduğunu ve 750 °C sonrası ise düzensiz β fazına geçtiği gözlemlendi. Bu yapısal faz geçişi ile birlikte kristalin yapısı değişmiştir. X-ışını kırınımı ve Raman spektroskopi analizlerinden, özdeş yapılı MgAl2O4 (MAO)’ nun bulk tekil kristal yapısına daha yakın olduğu gözlemlenirken, MgO alttaşı üzerine kaplanan filmler kaplama sıcaklığına uyumlu olarak gerildiği kanıtlandı. SrTiO3 alttaşında ise aynı durum gözlemlenmedi. SrTiO3 alttaşı ile LiFe5O8 filmi, maksimum örgü sabiti uyumsuzluğuna sahiptir. Bu ise SrTiO3 alttaşı üzerine büyüyen LFO filmlerinin yüzeyinde 3B (3 boyutlu) ada atomu oluşuma sebep olmaktadır. X-ışını analizleri ve Cohen metodu ile 412-690 °C sıcaklık aralığında, MgO alttaşı üzerine büyüyen LiFe5O8 epitaksiyel ince filmlerinin düzlem içi ve düzlem dışı örgü parametreleride hesaplanarak, sıcaklığın bir fonksiyonu olarak hücre hacminin değişimi ve birim hücreninde büyüme yönü saptandı. Raman spektroskopisi Li ve Fe iyonlarının MgO alttaşı üzerine oktahedral olarak düzensiz artımına karşın, oktahedral noktalarda MAO alttaşı üzerine düzenli artmasını ortaya çıkarmaktadır. Film dokusu ve yüzey morfolojisi daha iyi örgü uyumu ile zenginleştirildi ve bu sonuç ise farklı alttaşlar üzerine büyüme modlarının, farklı olduğunu ortaya koymaktadır. Tüm filmlerin omega taraması ile FWHM değerleri hesaplandı. Buna göre FWHM, MgO için

ÖZETYÜKSEK SICAKLIK SERAMİK SÜPERİLETKENLERDE 2. HARMONİK OLUŞUMA ETKİ EDEN FAKTÖRLER VE ÇOK DÜŞÜK DC ALAN MANYETOMETRE TASARIMI Tanecikli yapıya sahip yüksek sıcaklık süperiletkenler üzerinde yapılan çalışmalar bu malzemelerin tanecikler arası bölgelerine çok düşük manyetik akının bile girebildiğini ve bu nedenle doğrusal olmayan bir mıknatıslanma gösterdiklerini ortaya çıkarmıştır. Doğrusal olmayan mıknatıslanma ise uyarma sinyalinin harmoniklerinin oluşmasına neden olmaktadır. 2. harmonik sinyalinin uygulanan DC alana geniş aralıkta doğrusal bağımlılığı bu malzemelerin manyetik alan sensörü olarak kullanılabileceği fikrini doğurmuştur ki bu çalışmanın temelini oluşturmaktadır. Bu çalışmada çok kristal süperiletkenlerin algılama nüvesi olarak kullanıldığı ve 10-9 T mertebelerinde DC alan büyüklüklerinin ölçülebileceği manyetometre tasarımı hedeflenmiştir. Çalışma sonucunda 0.5 nT DC alan rahatlıkla ölçülebilmiştir. Bu hedefe ulaşmak için çok farklı parametrelerin iyileştirilmesi ve bu parametrelerin sensör hassasiyetine olan etkisinin anlaşılması üzerine çalışmalar yapılmıştır. Örneğin; tanecikler arası bağların sensör hassasiyetine etkisini incelemek amacıyla Y-123 süperiletkenlerine kalsiyum gibi literatürde tanecikler arası bağları kuvvetlendirdiği rapor edilen iyonlar katkılanmıştır. Aynı şekilde farklı tavlama sıcaklıklarında elde edilen Y-123 süperiletkenlerinin, yani farklı tanecik yapılanmasına sahip, süperiletkenlik özellikleri incelenmiş ve sensör uygunluğu test edilmiştir. Sinyal/Gürültü (S/N) oranının maksimum olabilmesi için gerekli çevresel parametrelerin sağlanması üzerine çalışmalarda bulunulmuştur. Aynı şekilde SC numune ve bobin konfigürasyonunun optimizasyonu yapılarak en uygun sensör geometrisi belirlenmiştir. En uygun uyarma frekansı ve genliği belirleme çalışmaları yapılmıştır. Çalışma frekansı dışındaki çevresel gürültülerin süzülmesi için pasif ve aktif bandpass filtreler tasarlanmış ve yapılmıştır. Nihayetinde 0.5x10-4 T (dünya alanı) ile 5x10-10 T arası geniş bir dinamik ölçeğe sahip ölçüm sisteminin tasarımı gerçekleşmiş ve başarı ile üretilmiştir. ABSTRACTTHE FACTORS AFFECTING THE 2nd HARMONIC GENERATION IN HIGH-TC CERAMIC SUPERCONDUCTORS AND DESIGN OF AN ULTRA-LOW DC FIELD MAGNETOMETERExperiments on granular high-Tc cuprates have shown that these materials make quite low flux entries possible through grain boundaries and show nonlinear magnetization which causes the generation of harmonics of excitation field. Especially, perfect linear dependence of 2nd harmonic signal to applied DC fields, where the 2nd harmonic signal is generated by co-application AC and DC fields, has attracted interests to magnetic sensor technology.The aim of the study was to develop a DC magnetometer with a sensitivity of the order of 10-9 T that uses polycrystalline superconductor as a sensor element. As a result of this study the DC fields down to 0.5 nT could easily be measured. In order to achieve this target, many different parameters affecting the sensor sensitivity was determined and studied extensively. For example to understand the role of inter-grain couplings on the sensor sensitivity, Y-123 superconductors were doped with calcium ions, which is known to be assistance for the improvement of the couplings. In the same way, performance of Y-123 superconductor as a sensor element was examined in terms of granular structure by annealing at different temperatures. Besides, to achieve the maximum signal to noise (S/N) ratio, the environmental conditions have been optimized. By optimizing the coil and the core configuration the best sensor geometry was assigned. The optimal excitation frequency and amplitude have been found. In order to suppress the environmental noises other than the working frequency, active and passive bandpass filters were developed and built. Consequently, a DC-field magnetometer having a wide dynamic range from 0.5x10-4 T (Earth’s field) to 5x10-10 T has been successfully constructed.

ÖZET BaTiO3/PANI KOMPOZİTLERİNİ YAPISAL ve DİELEKTRİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ Bu tez çalışmasında, BaTiO3 sol-gel tekniği ile elde edildi. Dielektrik sabiti yüksek olan BaTiO3 ile iletkenliği yüksek polimerlerden polianilin (PANI) kimyasal yöntemler kullanılarak BaTiO3/PANI nano kompozitler elde edildi. Bu nano kompozitlerlerin yapısal ve dielelektrik özellikleri incelendi. BaTiO3/PANI nano-kompozitlerin yapısal analizleri FT-IR, XRD ve SEM teknikleriyle yapıldı. FT-IR sonuçları, moleküler etkileşmenin N-H atomlarındaki hidrojen atomları ve çözelti ortamındaki oksijen atomları üzerinden gerçekleştiğini gösterdi. XRD sonuçları, sol-jel yöntemi ile sentezlenen BaTiO3’ün yapısının kübik perovskit yapıda olduğunu doğruladı. BaTiO3/PANI kompozit örneklerde, BaTiO3’ün kristal yapısının değişmediği gözlendi. SEM ve XRD sonuçları, BaTiO3 parçacıklarının polimer matrisinde gömülü durumda olduğu ve heterojen dağıldığını, PANI’nin BaTiO3’ü çevrelediği ve kısmen ara yüzey etkileşmelerinin de olduğunu gösterdi. Farklı iki frekans bölgelerindeki dielektrik davranışlar kompozit içindeki BaTiO3’ün konsantrasyonun artmasıyla dielektrik sabitinin arttığını gösterdi. Her iki frekans bölgesi içinde BaTiO3/PANI kompozitlerin stabil bir durum sergilediklerini gösterdi. Sanal permivitenin frekansa bağlı değişimleri frekansın artması ile yapıda polarlanmanın azaldığı ve iletkenliğin olumsuz etkilendiğini ortaya koydu. GHz gibi yüksek frekanslarda bu tür kompozit örneklerin elektromanyetik dalga soğurma özelliklerinin çok yüksek olabileceği ve uygulama alanlarına önemli katlılar sağlayabileceği önerildi. ABSTRACTSTRUCTURAL and DIELECTRIC PROPERTIES of THE BaTiO3/PANI COMPOSITESIn this study, BaTiO3 was obtained by the sol-gel technique. BaTiO3,which has high dielectric constant, doped with high conductivity polymer polyaniline (PANI) were obtained BaTiO3/PANI nano-composites using chemical methods.Structural and dielelectric properties of these nano-composites were investigated. Structural analysis of BaTiO3/PANI nano-composites were conducted by FT-IR, XRD and SEM techniques. FT-IR results showed that molecular interaction may be occurred through hydrogen atoms at the N-H bonds (atoms) and the oxygen atoms at solvent medium. The results of XRD confirmed that BaTiO3 synthesized by sol-gel method is the cubic perovskite structure. It was observed that in BaTiO3/PANI composite samples, the crystal structure of BaTiO3 were unchanged. The results of SEM and XRD show that BaTiO3 particals are seen as embedded and dispersed heretogen in the polymer matrix, BaTiO3 particles are surrounded with PANI and is part of the interfacial interactions.Different regions of the two-frequency dielectric behavior of composite has been showed that increasing concentration of BaTiO3 resulted with increasing in the dielectric constant. Both frequency region showed that BaTiO3/PANI composites exhibit a stable condition. Frequency dependent changes in complex permittivity showed that polarization and conductivity was reduced with increasing frequency. Also at high frequencies, this kind of composite samples may have very high absorption rate of electromagnetic waves of frequencies around GHz and this suggests important contributions on many applications.

ÖZETATOMİK HEDEFLERDEN YÜKSEK-MERTEBELİ HARMONİK ÜRETİMDE VERİM ARTTIRILMASI: İKİ RENK SÜRÜMÜ, GÜRÜLTÜ ve UYARILMA ETKİLERİ, KARBOKSİL ASİT DİMERLERİNİN AYRIŞMA REAKSİYON DİNAMİKLERİTezin ilk kısmında, temel lazer alanına ilave renk eklenmesinin yüksek-mertebeli harmonik verimin nasıl etkileneceği araştırılmış ve verim artışı için ilave edilen renkte olması gerekli karakteristik parametreler belirlenmiştir. Lazer alanı ile etkileşen atom veya iyonundan, yüksek-mertebeli harmonik üretimin kaynağı olarak bakılabilecek elektronun hangi süreçlerle iyonlaştığı detaylı şekilde araştırılmış ve tünelleme yolu ile iyonlaşmanın baskın olması için gerekli karakteristik parametreler belirlenmiştir. İkinci bir renk ilavesi ile HHG veriminin nasıl arttırılacağı incelenmiş ve ikinci rengin rezonans frekansına yakın frekanslarda olmasının HHG veriminde gözlenebilir artışlara neden olduğu belirlenmiştir. Gürültü katkısının HHG sürecini nasıl etkilediği incelenmiş ve HHG veriminde dramatik sayılacak artışlar elde edebilmek için gürültü genliği seçimine yönelik kriterler oluşturulmuştur. Hem ilave renk hem de gürültü katkılı lazer alanları ile hareketlendirilen iyonlaşmış elektronun dinamiği zamana bağlı lineer-olmayan Schrödinger Dalga denklemi ile modellenmiştir. Zamana-bağlı Schrödinger Dalga denkleminin çözümleri lazer alanı için seçilen farklı iki taşıyıcı-zarf-fazı (CEP) için yapılmıştır. Hesaplamalarımız gürültü katkılı lazer alanında elde edilen HHG veriminin saf lazer alanından elde edilen HHG verimi ile kıyaslandığında 45 kat daha yüksek olduğunu göstermiştir. HHG spektrumunun cut-off civarında uygun spektral pencere fonksiyonu yardımıyla seçilen harmoniklerden otto-saniyeli atma üretilmiştir. Bu üretim hem saf lazer alanında, hem de gürültü katkılı lazer alanında yapılmıştır. Gürültü katkısının şiddeti 104 mertebesi gibi çok büyük bir oranda arttırdığı gözlenmiştir. Tezin ikinci kısmında ise, formik asit dimerlerinin yapıları ve ayrışım dinamikleri hem DFT ve Kompozit gibi ab initio kuantum kimyası yöntemlerle hem de hedeflenmiş Car-Parinello Moleküler dinamik yöntemler çerçevesinde araştırılmıştır. Kararlı siklik simetriye sahip formik asit dimerinde iki güçlü hidrojen bağı mevcuttur. Deneysel çalışmalar, bu bağlardan birinin kırılması ile farklı geometrik yapılarda yeni izomerler oluşabileceğini ima etmektedir. Ancak, gerçek yapılara yönelik her hangi bir bilgi verilememektedir. Tezimizde bu izomerlerden 9 tanesi enerjetik bakımdan araştırılmış ve ikisinin ölçülebilir ömürlü olabilecekleri doğrultusunda bulgular elde edilmiştir. Ayrıca ab initio simülasyon sonuçları ile moleküler dinamik sonuçlarının uyumlu olduğu da belirlenmiştir. ABSTRACTHIGH-ORDER HARMONIC GENERATION FROM ATOMIC GAS TARGETS: TWO-COLOR, NOISE and EXCITATION EFFECTS, DISSOCIATION REACTION DYNAMICS of CARBOXYLIC ACID DIMERS In the first part of the thesis, we investigated the effect of the second color, combined with the fundamental laser field, on the high-order harmonic generation (HHG) yield and determined the characteristic parameters of the second color needed to enhance HHG yield. We deeply studied the possible ionization dynamics of the electron along with the interaction of the laser field with atom or ion, which is the source for the generation of high-order harmonics, and determined the characteristic parameters needed to drive ionization via tunneling process. The enhancement in the HHG yield, resulting from two-color driving, is studied and determined that if the second color is selected near the resonance frequency, an observable increase HHG yield can be obtained. The effect of noise addition on the HHG process is examined and the conditions needed for a near-dramatic enhancement in the HHG yield is created. The driven electron dynamics either from two-color or noise addition is modeled by time-dependent non-linear Schrödinger equation. The solutions of the time-dependent Schrödinger equation is performed for two different carrier-envelope-phase (CEP) values. Our calculations showed that the HHG yield, obtained from the combination of laser field and noise, can be enhanced by a factor of 45 comparing with the laser field alone. Using a spectral window function that embraces the cut-off region of the HHG spectrum, an isolated attosecond pulse is generated. This calculation is performed for both pure laser field and combined laser-noise field. We observed that the intensity of the generated pulse is increased on the order of 104 with the addition of noise to the laser field. In the second part of the thesis, the structures and the dissociation dynamics of formic acid dimers is investigated using both ab initio methods, such as, DFT and compose methods and Targeted Car-Parinello Molecular Dynamics simulations. There are two strong hydrogen bonds in the most stable formic acid dimer, which has the cyclic symmetry. Experimental studies have implied that, different and less stable intermediate structures could be formed by breaking one of the hydrogen bonds. However, no clear information could be offered on their actual forms. In this thesis 9 of these possible isomers are investigated energetically and determined that two of these intermediate forms are accessible. Furthermore, the agreement between the ab initio methods and molecular dynamics simulations are put forth.

ÖZETXY TÜRÜ İNCE FİLM OLUŞUMUNUN MONTE CARLO METODU İLE SİMULASYONUİki tür atom kullanılarak buhar biriktirme teknikleri ile ince film oluşumu Monte Carlo simülasyon metodu kullanılarak incelenmiştir. Simülasyon, ince film oluşumunda kullanılan kaynak malzemenin (XY) hedef malzemeye yönlendirilmeden önce buharlaştırıldığı hal modellenerek başlatılmıştır. XY türü malzemenin gaz halinde iken parçacık türü ayırt etmeksizin hedef malzemenin yüzeyi yönündeki hareketinin dışsal bir etki ile film oluşumuna katkısı incelenmiştir. Akabinde X ve Y türü parçacıklar arasındaki etkileşim ayrı türlerin yan yana gelmesi halinde hareketin durması aksi takdirde devam etmesi ilkesine dayandırılarak sıcaklığa bağlı aktivasyon enerjisi, parçacıkların birbirlerinden ayrılma ihtimali “P” ile ilişkilendirilmiştir. Bu sayede film oluşumu sırasındaki sistemin sıcaklığı doğrudan P ile bağdaştırılmıştır. Film gelişimi sürecinde kristal yapı oluşumunun sıcaklığa bağlılığı parçacıkların birbirlerinden kopma ihtimali ile doğrudan ilişkilendirilmiştir. Sistemdeki kristalleşme oranı faz diyagramı ile araştırılmıştır. Hedef yüzeyin kristal yapısının (altlığın kristal yapısı) film oluşumuna katkısı incelenmiştir. Simülasyon çalışmaları sonucunda XY türü ince film yapımı için elverişli altlığın filmdeki kristalleşme oranını arttırdığı anlaşılmıştır. Ayrıca filmi oluşturan sıcaklık değerinin artmasıyla filmdeki kristalleşme oranını altlığın uygunluğuna bakmaksızın bozduğu belirlenmiştir. ABSTRACTMONTE CARLO SIMULATİON OF XY THIN FILM GROWTHThin film growth of XY type atoms obtained by vapour deposition techniques is studied by Monte Carlo Simulation method.XY type material in vapour (gase) phase is conduced on substrate. The inter-atomic interactions between X and Y type atoms were modeled by a simple attractive force. A stronger interaction was assumed when dissimilar atoms come next to next compared with similar atoms. The temperature dependent activation energy was modeled with a probabilistic interpretation by using Monte Carlo method with Metropolis algorithm.Temperature dependence of film growth during crystallization was studied. The crystallization ratio was studied by phase diagrams obtained through simulations.The possible role of substrate on crystallziation was studied and its role on improving crystallization of thin film of XY type materials was determined.

ÖZETV2O5 İNCE FİLMLERİN YAPISAL, ELEKTRİKSEL ve OPTİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİGeçiş metal oksitleri oldukça elverişli elektriksel, optik, manyetik ve termal özellikler göstermektedir. VxOy şeklinde gösterilen vanadyum oksitleri (VO,VO2,V2O5,.v.b...), metal oksit yarıiletkenler arasında ilginç özellikler gösteren bir malzeme grubudur. Elektrokromik aygıtlar, termal aktivasyonlu optik anahtarlar, termal sensörler, saydam elektriksel iletken malzemeler, lityum piller bu filmlerin uygulama alanları içinde bulunmaktadır. Bu uygulamalar, filmlerin yapısal, elektriksel ve optik özelliklerinin araştırılmasına dayanmaktadır.Bu Yüksek Lisans tez çalışmasında, başlangıç maddesi olarak vanadyum triklorür kullanılmıştır. Katkısız ve kütlece (Ti:V) %2, %5, %10, %15, %20 oranlarında titanyum katkılı vanadyum pentaoksit (V2O5) filmler sol-jel daldırma yöntemiyle hazırlanmıştır. Filmler cam altlıklar üzerine fotolitografi yöntemiyle oluşturulan interdijital transduser yapısı üzerine kaplanmıştır. Filmlerin yapısal özellikleri, X-ışını kırınımı (XRD) tekniği ile araştırılmıştır. Filmlerin d.c ve a.c elektriksel özellikleri sıcaklığa bağlı olarak (295-523 K), vakum ortamında (~3x10-2 mbar) ve karanlıkta incelenmiştir. A.c elektriksel özellikler, 40-105 Hz frekans aralığında incelenmiştir. Filmlerin optik özellikleri, spektrofotometre kullanılarak 250-800 nm dalgaboyu arasındaki soğurma ve geçirgenlik değerleri hava ortamında ölçülmek suretiyle belirlenmiştir. XRD sonuçları, filmlerin kristal yapıda olduğunu göstermiştir. D.c ölçüm sonuçlarından, hazırlanan filmlerin yarıiletken özellik gösterdiği ve aktivasyon enerjilerinin katkı oranı artarken arttığı belirlenmiştir. A.c özelliklerin incelenmesinden, yük iletim mekanizmasının sıcaklığa ve frekans bölgesine bağlı olarak hoplama ve Reider modeliyle açıklanabileceği görülmüştür. Optik özelliklerin incelenmesinden, optik bant aralıklarının, katkı oranı artarken arttığı belirlenmiştir.SUMMARYINVESTIGATION of STRUCTURAL, ELECTRICAL and OPTICAL PROPERTIES of V2O5 THIN FILMSTransition metal-oxides exhibit unique electrical, optical, magnetic and thermal properties. Vanadium oxides in VxOy form (VO, VO2, V2O5, etc.) also a class of materials exhibiting lots of interesting properties. There are many application areas such as electrochromic devices, thermally activated optic switches, thermal sensors, transparent conductive materials and lithium batteries. These applications are based on investigation of structural, electrical and optical properties of the films.In this master thesis, vanadium (III) chloride was used as starting materials. Undoped and doped with titanium (wt%, Ti: V, 2%, 5%, 10%, 15%, 20%) vanadium pentoxide (V2O5) films were prepared using sol-gel dipping technique. The films were coated on interdigital transducer which is patterned on glass substrate using photolithography technique. Structural investigations of the films were performed by means of X-ray diffraction method (XRD). D.c and a.c electrical properties of the films were investigated as a function of temperature (295-523 K) in vacuum (~3x10-2 mbar) and in dark environment. A.c electrical properties were performed in the frequency range of 40-105 Hz. Optical properties were determined by means of absorption and transmission measurements between the wavelengths of 250-800 nm in air using spectrophotometer. XRD results revealed that the films were crystal. From d.c electrical measurements, we can say that the films behave as semiconductor and activation energies of the films increase with increasing doping concentration. A.c charge transport mechanism can be explained by hopping and Reider model depending on temperature and frequency region. It was found from optical measurements that, optical band gap of the films increases with increasing doping concentrations.

ÖZETZrO2 NANO PARÇACIKLARIN ÜRETİMİ, DİELEKTRİK VE IŞIMA ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİIşıldayan materyallerin önemli sınıflarından biri olarak, nadir toprak iyonları içeren metal oksitler bazı optik özellikler sergilerler. Bunlar arasında; uzun floresans yaşam süresi, tek renkliden çok renkliye lazer ışıma, ana malzemenin yüksek foto kimyasal kararlılıkları ile efektif parlama sayılabilir. Nadir toprak elementleri (rare earth-RE-) arasında, Evropiyum (Eu), ana emisyon bandı 611 nm de merkezlendiği için parlaklık açısından özellikle ilginçtir. Zirkonyum oksit (ZrO2), direkt geniş bant aralığına ve düşük fonon frekanslarına sahiptir. Bu özellikler, bu bileşeni RE iyonları için uygun malzeme konumuna sokar. Bundan dolayı, yapısı, yüzey özellikleri ve parçacık boyutu kontrol edilebilen Eu+3 katkılı ZrO2 nano parçacıkların yapımı teknolojik olarak temel bir öneme sahiptir.Bu tezde, katkısız ve farklı oranlarda, Evropiyum oksit (Eu2O3) içeren çözeltiden 3 ml, 5 ml ve 7 ml, Zirkonyum (Zr) içeren çözeltiye eklenerek katkılı Zirkonyum oksit (ZrO2), Kalay oksit (SnO2) ve Bakır oksit (CuO) nano tozlar sol-gel metoduyla sentezlenerek bu tozların, kristal yapıları, dielektrik özellikleri ve parıldama özellikleri incelenmiştir. X-ışını difraksiyonu sonuçları (XRD), katkılı ve katkısız ZrO2, CuO nano parçacıklarının kristal yapılarının monoklinik, SnO2 nano parçacıklarının tetragonal yapıda olduğunu göstermiştir. Örneklerin dielektrik özellikleri frekansa bağlı olarak (40 – 100 kHz), 303 K – 560 K sıcaklık aralığında karanlıkta ve vakum ortamında (~10-3 mbar) incelenmiştir. Dielektrik ölçüm sonuçları, hazırlanan malzemelerin dielektrik sabitinin (εr) frekans ve sıcaklığa kuvvetli bir şekilde bağlı olduğunu göstermektedir. Işıma özellikleri ölçüm sonuçları, emisyon şiddetinin Eu katkı oranına bağlı olduğunu göstermektedir.ABSTRACTSYNTHESIS and INVESTIGATION of DIELECTRIC and LUMINESCENCE PROPERTIES of ZrO2 NANOPARTICLESAs one of the important classes of luminescent materials, rare earth ions hosted by metal oxides exhibit unique optical properties such as long fluorescence lifetime, single to multicolor lasing and good luminescence efficiency combined with high photochemical stability of the hosts. Among the rare earth elements (RE), Eu3+ is particularly interesting for the luminescence because the main emission band is centered at 611 nm. Zirconium oxide has a direct wide band gap and low phonon frequencies: these properties make this compound a suitable host for RE ions. Therefore, the synthesis of Eu+3 doped zirconia nanoparticles with controlled size, structure and surface properties is thus of technological and fundamental importance.In this thesis, undoped and Eu doped zirconium oxide (ZrO2), tin oxide (SnO2) and copper oxide (CuO) nano particles with 3 ml, 5 ml and 7 ml Eu2O3 concentrations were synthesised by the sol–gel method. The crystalline structure, dielectric and luminescence properties of the nanocrystals were studied. The X-ray results showed that the crystalline structure of doped and undoped ZrO2, CuO nanopowders are monoclinic, the structure of SnO2 nanopowders is tetragonal. The dielectric properties of samples were investigated in a wide frequency range (40 Hz – 100 kHz) at different temperatures in the temperatures range of 303 – 560 K in dark and vacuum ambient (~10-3 mbar). The dielectric measurements results show that the dielectric constants εr of materials are strongly dependent on frequency and temperature. Luminescence measurements results show that emission intensity of Eu doped rate.

ÖZETSIMHA-SOMCYNSKY ve CAHN HILLIARD KURAMLARINI KULLANARAK POLİMERLERİN YÜZEY SERBEST HACİM DERİNLİK PROFİLİNİN ÇIKARILMASIPolimerlerin ve oligomerlerin yüzey gerilimi ve yüzey yoğunluk profili, polimer karışımlarında, ıslanmada, kaplamada, yapışmada ve köpüklenmede önemli bir faktördür ve ayrıca çoğu proseslerin tanımlanması ve anlaşılmasında kapsamlı bir rol oynar. Yarım yüzyıldan beri Cahn-Hilliard teorisi (CH) polimer yüzeylerin veya homojen olmayan ara yüzeylerin serbest enerji profilini tasvir eder. CH modeli serbest enerji yoğunluğunu iki katkıyla ifade eder: birincisi sistemin homojen bölgesinden gelen sabit serbest enerjidir ve ikincisi serbest enerjiye yoğunluk gradyent katkısıdır. Sondakinde önemli bir sıcaklık bağımlı parametre olan enerji gradyent katsayısı  ile bağdaştırılır. Diğer taraftan Simha Somcynky (SS) örgü-boşluk teorisi boşluk kesri cinsinden düşük ve yüksek molekül ağırlıklarının termodinamik özelliklerini tasvir eder. Polimerlerin termodinamik özellikleri, yapısal boşluk kesri gibi bulk özellikleriyle kuvvetli bir şekilde korelasyonu yapılabilir. SS teorisini kullanarak bulkta boşluk kesriyle yüzey geriliminin bir korelasyonu olarak Carri ve Simha tarafından bir inceleme yapılmıştır. SS teorisinin nicelik olarak başarısı, boşluk kesrinin bulktan yüzeye nasıl değiştiğini bulmak için Cahn-Hillard yoğunluk gradyent teorisiyle köprü kurmak için bizi yönlendirmiştir. Bu amaçla Florry-Huggins Ortalama Alan Teorisi (FHMF) ve Örgü Küme Teorisiyle (FHMF'ye daha yüksek mertebelerden katkılarla) tesis edilen SS teorisinin vasıtasıyla kimyasal potansiyel cinsinden yüzey enerji ve yüzey derinlik profili başarılı bir şekilde türetilmiştir. Çeşitli moleküler ağırlıklarda PE, PEG, PPG, PEGMME, PDMS, PEGDME, PS, CCl4, Benzen ve Siklohekzan numuneleri kullanılmıştır. SS teorisi kullanılarak 313-473 K sıcaklık aralığında ve 150 MPa basınca kadar termodinamik özellikleri özellikler boşluk kesri incelenmiştir. Boşluk kesri (işgal edilmiş sitelerin fraksiyonu) kullanılarak, yüzey gerilimi verileriyle enerji gradyent katsayısı parametreleri çıkarılmıştır. ABSTRACTON THE EXTRACTİON OF FREE VOLUME DEPTH PROFİLE OF POLYMER SURFACE USİNG SİMHA-SOMCYNSKY AND CAHN HILLIARD THEORY Surface tension and its density profile of polymers and oligomers play an important role in polymer blending, wetting, coating, adhesion, foaming and a comprehensive role in the description and understanding of many processes. Since half a century, Cahn-Hilliard (CH) describes the free energy profile of polymer surfaces or interphases as a inhomogeneous mixture. CH considers the free energy density to be two folds: the first is the constant free energy density for a homogeneous region of the system and the second is the density gradient contribution to the free energy. The latter is associated with an important temperature dependent parameter as the gradient energy coefficient, . Surface tension can be established by using this free energy, and the gradient energy coefficient parameter can be determined from the surface tension data. On the other hand, the lattice-hole Simha Somcynky (SS) theory describes the thermodynamic properties of both low and high molecular weights in terms of hole fraction. The surface thermodynamics properties of polymers are strongly correlated with the bulk properties such as inherently hole fraction. A treatise has been made by Carri and Simha as a correlation of surface tension with the hole fraction in the bulk by means of the SS theory. The quantitative success of the SS theory encouraged us to employ in conjunction with the Cahn-Hillard density gradient theory to inspect how the hole fraction changes from the bulk to surface. In this purpose, we have successfully derived the surface energy and the surface depth profile in terms of chemical potential by means of the SS with the Flory-Huggins Mean Field Theory (FHMF) and the Lattice Cluster Theory (higher order contribution to the FHMF). We have employed some sorted molecular weights of PE, PEG, PPG, PEGMME, PDMS, PEGDME, PS, CCl4, Benzene and Cyclohexane. We examined them using the SS theory to calculate their thermodynamics properties especially the hole fraction in the range of 313- 473 K temperature up to about 150 MPa pressure. Using the hole (or occupied site) fraction, we have extracted the surface tension and the gradient energy coefficient parameters by means of surface tension data. We correlated the scaled energy gradient parameters with molecular weights, density, temperature, and hole fraction. In the end we draw the occupied site fraction profile on the surface for each polymer from bulk to vacuum for different temperature.

ÖZETYAĞIŞ ALT-OLAY ÖRNEKLEME VE ANALİZ İLE BULUT ALTI TEMİZLEME MEKANİZMASININ İNCELENMESİBir yağışlı sistemde yağış başlangıcından bitimine kadar eşit hacimlerle, eşit zaman aralıklarıyla veya belli bir amaç kapsamında, değişik hacimlerle ve değişik zaman aralıklarıyla gerçekleştirilen yağış örnekleme tekniğine alt-olay (sub-event) örnekleme denir. Bir yağıştaki alt olayların örneklenmesi, siklon yörüngesi, cephe geçişleri, kar başlangıcı, sıcaklık, rüzgâr hızı ve yönü gibi atmosferik özellik ve parametreleri de göz önüne alarak yağış başlangıcından bitimine kadar olan sürede yağış suyundaki iyon konsantrasyonlarının ve pH değerinin zamanla değişimini incelemek amacıyla yapılır. Bu amaçla 07 Haziran 2010, 08 Haziran 2010, 09 Temmuz 2010, 10 Aralık 2010, 11 Aralık 2010, 13 Aralık 2010 tarihlerinde gerçekleşen 6 yağış olayında 33 adet alt-olay örneklenmiştir. Toplanan yağmur suyu örneklerinde, pH ile birlikte temel anyon (Cl-, NO3-, SO4-2) konsantrasyon değerlerinin yağış süresince değişimi izlenerek bulut altı temizleme mekanizmasının işleyişi incelenmiştir. Yağıştaki anyonların yaş birikim akıları (hızları) hesap edilerek, bu kimyasalların yaş birikim akı değerlerinin konsantrasyon değerleri ve yağış şiddeti arasındaki ilişkisi ortaya konmuştur. Sinoptik ölçekli hava hareketlerinin ve lokal kirletici emisyonlarının yağış kirliliği üzerindeki etki payları araştırılmıştır. Her yağışa ait alt-olaylardaki temel anyon konsantrasyon değerlerinin, anyonların yaş birikim akı değerlerinin ve pH değerlerinin yağış süresince değişimi incelenmiş ve elde edilen sonuçların grafikleri oluşturulmuştur.ABSTRACTINVESTIGATION OF SCAVENGING PROPERTIES OF WASH-OUT MECHANISM VIA SUB-EVENT SAMPLING AND CHEMICAL ANALYSIS The technique of precipitation sampling during a pluvial system from the begining to the end by equal volumes and time periods, or for a specific objective by various volumes and time periods, is called sub-event sampling. A sub-event sampling is made in order to examine the change of ion concentration and pH value in atmospheric water from the begining of a precipitation to its end, by considering the atmospheric parameters such as cyclon trajectory, frontogenesis, snowfall, temperature, velocity and direction of wind. In this study, 33 sub-events in 6 precipitation events which appeared on 07 June 2010, 08 June 2010, 09 July 2010, 10 December 2010, 11 December 2010, 13 December 2010 were sampled. The various pH and major anion (Cl-, NO3-, SO4-2) concentration values in precipitation sub-events were analysed in order to investigate the operation of scavenging washout mechanism. The relation between the wet deposition flux of these chemicals and ionic concentration values and the intensity of rainfall are presented by computing the wet deposition flux during precipitation. The effects of synoptic scale atmospheric motions and local pollution emissions on the composition of precipitation were examined. The changes of major anion concentration values, anion wet deposition flux values and pH values during precipitations in every sub-event were investigated and the graphics indicating these results were composed.

ÖZETNEODİYUM (Nd+3) KATKILI YİTRİYUMSİLİKAT (Nd+3:YSO) NANOFOSFOR SENTEZİ, OPTİKSEL VE YAPISAL ÖZELLİKLERİ Nanoboyutlu fosfor malzemelerin lümünesans özellikleri boyut sınırlandırılmasından dolayı farklılıklar sergileyebilir. Fotonik araştırmalarında, nadir toprak iyonlarının kuantum verimliliklerini ve emisyon tesir kesitlerini geliştirmek ve ışımasız enerji kayıplarını minimize etmek için düşük enerjili fononlara sahip konak (host) malzemelerin seçimi önemlidir. Bu malzemelerden biri olan yitriyumsilikat bileşikleri fotonik uygulamalarında ilgi çekici optiksel özellikler sergilemiştir. Bu çalışmada her birinin boyutları ortalama 14  0,2nm – 30  0,5nm arasında değişen neodiyum katkılı yitriyumsilikat nano fosforlar (Nd+3:Y2SiO5, Nd+3:Y2Si2O7) sol jel yöntemi kullanılarak üretilmiş ve bunların hem yapısal hemde lümünesans özellikleri incelenmiştir. Nd+3:Y2SiO5, Nd+3:Y2Si2O7 nanofosforların lümünesans ölçüm sonuçlarında, görülen spektral profil kristal fazların değişmesiyle değişmiştir. Bu davranış kristal numunelerde Nd+3 iyonlarını çevreleyen ligand iyonlarının yerel simetrisinin farklılık göstermesiyle açıklanabilir. Nd+3:Y2Si2O7 nanofosforlarında boyut büyüklüğünün artmasıyla, 1,06m dalga boyundaki indüklemeli emisyon tesir kesitinin değeri azalmıştır. Nd+3:Y2SiO5 nanofosforlarda ise, boyut büyüklüğü sabit kaldığından dolayı tesir kesitininde değişmediği görülmüştür. Bu davranışlar, nanofosforlarda fonon enerjileri durum yoğunluğu ve kristal alan ortalama şiddetinin tanecik boyutuna göre değişiklik göstermesiyle açıklanabilir.ABSTRACTOPTICAL AND STRUCTURAL PROPERTIES OF NANO PHOSPHOR SYNTHESIS OF YTTRIUMSILICATE (Nd3+:YSO) DOPED WITH NEODYMIUM (Nd3+) The luminescence properties of nanophosphor materials exhibit differences due to the size restrictions. It is important to choose host materials with low-energy phonons to improve the quantum efficiency and emission cross section and to reduce energy loss of rare earth ions. Among the host materials, yttrium silicates exhibit interesting optical properties in photonic researches. In this study, yttrium silicate nanophosphors doped with neodymium (Nd3+:Y2SiO5 and Nd3+:Y2Si2O7) with sizes changing from 14  0.2 nm to 30  0.5 nm were prepared using sol gel method and their structural and luminescence properties were also investigated. The luminescence results of Nd3+:Y2SiO5 and Nd3+:Y2Si2O7 indicated that the spectral profile varied with cyristal phases. This behavior can be explained by the local symmetry of ligand ions surrounding the Nd3+ ions. Particle size increases in nanosize Nd3+:Y2Si2O7 phosphors decreased the stimulated emission cross section at 1.06 m wavelength. However, the emission cross section of Nd3+: Y2Si2O5 nanophosphors did not change since particle size of nanophosphors remained constant. These behaviors can be explained by the variations of phonon density of states and average crystal field intensity with particle size.

ÖZETORGANİK TABANLI GÜNEŞ PİLLERİNİN ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU Bu Yüksek Lisans tez çalışmasında ilk defa sentezlenen mono ftalosiyaninlerin kullanıldığı inorganik-organik tabakalardan oluşan heteroeklemlerin foto-voltaik özelliklerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Çalışmada, inorganik tabaka olarak CdS, TiO2, ZnO ve SnO2 ince filmler kullanılmıştır. İnorganik malzemelerin ince filmleri indiyum kalay oksit (ITO) kaplı cam altlıklar üzerine sol-jel ve kimyasal banyo yığma yöntemiyle hazırlanmıştır. Daha sonra, bu inorganik tabakaların üzerine ftalosiyanin, karbon 60, P3HT ve PEDOT gibi organik malzemler kullanılarak birbirinden farklı ITO/Inorganik /Organik(ler) /Al tabakalarından oluşan yapılar üretilmiştir. Üretilen yapıların atmosfer koşullarında, karanlık ve aydınlık ortamlarda ölçülen akım-gerilim (I-V) karakteristiklerinden maksimum güç verimi, dolgu faktörü, kısa devre akımı ve açık devre gerilimi gibi temel güneş pili parametreleri hesaplanmıştır. Ayrıca üretilen yapılarda, 190 nm ile 1100 nm dalgaboyu aralığındaki elektromanyetik dalgalar için soğurma katsayıları (S) ölçülmüştür..Anahtar Kelimeler: Organik tabanlı güneş pili, ftalosiyanin, karbon 60, P3HT ve PEDOTABSTRACTORGANIC SOLAR CELLS BASED PRODUCTION AND CHARACTERIZATIONThis Master's thesis for the first time synthesis of inorganic-organic layers, consisting of mono-phthalocyanines are used to determine the characteristics of heterojunction photo-voltaic. In the study, the inorganic layer of CdS, TiO2, ZnO and SnO2 thin films used. Inorganic materials, thin films of indium tin oxide (ITO) coated glass bases on the sol-gel and chemical bath deposition method was prepared. Then, on the inorganic layers phthalocynanine , carbon 60, P3HT and PEDOT organic materials, such as using a different ITO / Inorganic / Organic (s) / Al layers of the structures produced. Structures produced by atmospheric conditions, light and dark environments, the measured current-voltage (I-V) characteristics of the maximum power efficiency, fill factor, short-circuit current and open circuit voltage is calculated as the basic solar cell parameters. In addition, structures produced, 190 nm and 1100 nm wavelength range for the absorption coefficient of electromagnetic waves (S) were measured.Key words: Organic-based solar cell, phthalocynanine, carbon 60, P3HT and PEDOT

ÖZETMETAL-OKSİT ARA TABAKALI MYY YAPILARIN DİELEKTRİK ÖZELLİKLERİMetal-Oksit-Yarıiletken (MOY) yapılar transistörler, detektörler ve yük bağlaşımlı aygıtlar gibi bir çok tümleşik devrelerin temel yapı taşlarıdır. Modern silisyum tabanlı MOY yapıların performansı büyük ölçüde yalıtkan-yarıiletken arayüzeyindeki elektronik süreçler tarafından belirlenir. Son on yılda, MOY yapıların boyutları sürekli küçülmektedir ve bu küçülme, dielektrik malzemelerin özellikleri tarafından belirlenen sınır değerine ulaşmış durumdadır. MOY teknolojisinin boyutlarının nanometrenin altına inmesiyle, yalıtkan olarak kullanılan SiO2 tabakasındaki kaçak akımların artması, SiO2’in daha yüksek dielektrik sabitine sahip bir yalıtkan ile değiştirilmesi zorunluluğunu doğurmuştur. Bu Yüksek Lisans Tez çalışmasında, Altın/Yalıtkan/p-tip Silisyum tabakalarından oluşan Schottky diyotlarda farklı moleküler yapılara sahip ftalosyanin ince filmlerle metal-oksit ince filmlerin yalıtkan olarak kullanılma potansiyelinin belirlenmesi üzerine yoğunlaşılmıştır. Ayrıca, sıcaklığın ve film kalınlığının üretilen MOY yapıların dielektrik ve arayüzey özellikleri üzerindeki etkisi de incelenmiştir. Kapasitörlerin elektriksel karakterizasyonu 20Hz-2MHz frekans aralığında ve 300K-520K sıcaklık aralığında admittans ölçümleri yapılmak suretiyle gerçekleştirilmiştir..Deneysel olarak elde edilen verilerden, bu örneklerin arayüzey durum yoğunluğunun literatürde rapor edilen bazı değerlerle karşılaştırılabilir mertebede olduğu görülmüştür.ABSTRACTDIELECTRIC PROPERTIES OF MIS STRUCTURES WITH METAL-OXIDE INTERLAYER Metal-oxide- Semiconductor (MOS) structures are the fundamental building blocks of all integrated circuits such as, transistors, detectors and charge coupled Devices. The performance of modern Si-based MOS structures is largely determined by electronic processes at the insulator–Semiconductor interface. During the last decade, the dimension of MOS structures have been continuously scaled down and it is approaching limitations that are determined by the properties of the dielectric Materials. Downscaling of device dimensions in the MOS technology below nm demands replacement of the silicon dioxide by high permittivity oxides. Such replacement is necessary in order to suppress unacceptable leakage current through the thin SiO2 gate dielectric. In this MS thesis, we focused on studying the potentiality of phthalocyanine films with different molecular structure and metal-oxide films for use in Au/insulator/p-Si Schottky barrier diode as insulator layer. The effects of temperature and the film thickness on the dielectric and interface properties of the fabricated MOS structures were also investigated. The electrical characterization of the capacitors included admittance measurements in the frequency range of 20 Hz-2 MHz and temperature range of 300- 520 K. It was found from the experimentally obtained data that the interface trap density values of the samples are comparable to some reported values.

ÖZETORGANİK IŞIK YAYAN DİYOTLARIN İMALİ VE KARAKTERİZASYONUKüçük moleküler ve polimerik malzemelerin kullanıldığı Organik Işık Yayan Diyotlar (OIYD) özellikle Tang,Van Slyke, Burroughes ve arkadaşlarının öncü çalışmalarıyla ilgi odağı olmuştur. İlerleyen zamanlarda kullanılan malzemelerde ve cihaz konfigurasyonlarında bir çok yenilik meydana gelmiştir. Elektrolüminesans uygulamalarda kullanılan yüksek performanslı malzemelerin üretiminde gözetilecek kritik parametreler; emisyon verimi, yük mobilitesi ve farklı tabakalarda yük dengesinin sağlanmasıdır. OIYD çalışmalarının büyük bölümü, aktif tabaka için uygun emisyon spektrasına sahip verimli ve dengeli yeni malzemeler üretimi üzerinedir. Bu anlamda cihaz verimini artırabilmek için singlet –triplet iç dönüşümleri destekleyen ve emisyon bölgesinde yük taşıyıcı dengesini sağlayabilecek metodlar geliştirilmiştir.Bu Yüksek Lisans Tez çalışmasında, aktif malzeme olarak biri PSF (poly(9,9-dioctylfluorene)) diğeri de PFO (polyspirobifluorene ) olmak üzere iki farklı aktif malzeme kullanılarak OIYD’lar üretilmiştir. OIYD’ların üretilmesi esnasında aktif malzeme olarak kullanılan PSF ve PFO ince filmlerin hazırlanmasında klorobenzen ve toluen olmak üzere iki farklı çözücü kullanılmıştır. Bu şekilde üretilen OIYD’ların hem elektriksel hemde optik karakterizasyonları yapılmıştır. Üretilen aygıtların gerek optik özellikleri gerekse elektriksel özelliklerinin kullanılan aktif malzemenin türüne ve aktif malzemenin ince filminin hazırlanması esnasında kullanılan çözücünün türüne sıkıca bağlı olduğu sonucuna varılmıştır. Gerek çalışma voltajının düşük olması gerek, aygıtın kararlı olması gerekse dış kuantum veriminin uygulanan anot-katot gerilimi ile doğrusal olarak artması nedeniyle en iyi OIYD performansını sergileyen yapının PSF’in klorobenzende çözülmesiyle elde edilen ITO/ PEDOT:PSS/ PSF/ Ba:Al tabakalarından oluşan yapı olduğu sonucuna varılmıştır.ABSTRACTTHE PRODUCTION AND CHARACTERIZATION OF ORGANIC LIGHT EMITTING DIODESOrganic light-emitting diodes (OLEDs) using small molecules or polymers have been intensively pursued after the initial work by Tang, Van Slyke and Burroughes and co-workers. Since then there have been tremendous advances both in design of novel materials and device configurations. In the design of high performance materials for electroluminescent applications, critical parameters such as emission efficiency, charge mobility and achievement of charge balance for the different layers must be considered. The search for efficient and stable, new emitting materials with appropriate emission spectra remains one of the most active areas of these studies. Different strategies have been developed to enhance the efficiency of the devices such as assisted singlet–triplet internal conversion and the balance of charge carriers in the emissive zone. In this Master thesis, PSF (polyspirobifluorene) and PFO (poly(9,9-dioctylfluorene)) are used as the active materials in organic light emitting diodes manufacturing. Two different organic solvents; toluene and chlorobenzene are used in the production of PSF and PFO thin films. The electrical and optical characterization of these OLEDs are represented in this work. Both the electrical and the optical characteristics of the devices are tightly depended on the choice of the active material and also the type of the organic solvent which is used in device preparation. The device structure of ITO/ PEDOT:PSS/ PSF/ Ba:Al where the organic material (PSF) solved in chlorobenzene device is decided the highest performanced OLEDs .The device exhibited lower working voltage, stabile device characteristics and a linear increased external quantum efficiency with the anode-cathode potantial.

ÖZET - İYONLARININ ELEKTRON ÇARPMALI VE İYONUNUN ÇARPIŞMALI DİELEKTRONİK BİRLEŞME TESİR KESİT VE ORAN KATSAYILARININ ÇOK KONFİGÜRASYONLU BREİT- PAULİ YAKLAŞIMINDA HESABI Argon elementi güneş sistemimiz ve evrende en çok bulunan elementler arasındadır. Ayrıca argon elementi laboratuar plazmalarına diyagnostik maksatlı katılmaktadır. Dolayısıyla, astrofizik ve laboratuar plazmalarından kaynaklanan spektrumların analizleri için argon atomunun farklı iyon basamaklarında dahil olduğu farklı atomik süreçlere ait tesir kesit ve oran katsayılarının bilinmesine ihtiyaç vardır. Biz bu tezimizde önce iyonlar için elektron çarpmalı iyonlaşma tesir kesit ve oran katsayılarını hesapladık. Daha sonra, iyonunun ışımalı ve dielektronik birleşme süreçlerini karakterize eden tesir kesit ve oran katsayılarını hesapladık. Elektron çarpmalı iyonlaşma tesir kesiti hesaplarını hem konfigürasyon ortalamalı hem de seviye ayrışımlı çarpıtılmış dalga yöntemleri çerçevesinde yaptık. Işımalı ve dielektronik birleşme tesir kesit ve oran katsayılarını ise seviye ayrışımlı çok konfigürasyonu Breit-Pauli yaklaşımı çerçevesinde AUTOSTRUCTURE programlarını kullanarak yaptık. Işımalı ve dielektronik birleşme hesaplarında radyal orbitalleri için Slater türü model potansiyel kullanılmıştır. Işımalı ve dielektronik birleşme süreçleri için elde edilen tesir kesitleri plazma içerisindeki elektron hızları ile çarpılarak Maxwellian hız dağılımına göre oran katsayılarına dönüştürülmüştür. iyonları için yaptığımız konfigürasyon ortalamalı hesaplama sonuçlarının çok daha fazla emek ve kaynak ihtiyacı duyan seviye ayrışımlı hesaplama sonuçları ile oldukça iyi uyum içinde oldukları görülmüştür. Bu sonuç tezde sunulan ilgili grafiklerden de kolaylıkla görülebilir. Ancak, detaylı analizler için aradaki küçük farkların önemli olduğu da vurgulanmalıdır. iyonunun dielektronik birleşme sürecinin ilk basamağında oluşan otoiyonlaşmalı uyarılmış hallerin bozulma süreçlerinin izole rezonans (isolated resonance) yaklaşımı çerçevesinde oldukları kabul edilmiştir. iyonunun taban seviyesi için elde edilen enerjilerin NIST tablolarındaki deneysel karşılıkları ile de uyumlu oldukları belirlenmiştir. ABSTRACTCALCULATIONS OF ELECTRON IMPACT IONIZATION OF - AND DIELECTRONIC RECOMBINATION CROSS SECTION AND RATE COEFFICIENTS OF WITHIN MULTI CONFIGURATIONAL BREIT-PAULI APPROXIMATIONArgon is one of the most abundant element in Solar System and Universe. In addition, argon is used as a diagnostic element in laboratory plasmas. Thus, the cross sections and rate coefficients characterizing different atomic processes involving argon ions with different charge states are needed for the spectral analyses of the radiation emanating from astrophysics and laboratory plasmas. In our thesis we first calculated the cross sections and rate coefficients characterizing the electron impact ionization of ions. Then we calculated cross sections and rate coefficients characterizing the radiative and dielectronic recombination processes involving ion. The cross sections and rate coefficients for the electron impact ionizations were calculated within both configuration averaged and level resolved distorted wave methods. The cross sections and rate coefficients for the radiative and dielectronic recombination processes were calculated in a multi configuration Breit-Pauli approximation using AUTOSTRUCTURE programs. We used Slater type model potential for the calculations of radial orbitals. Velocity times cross sections were converted to rate coefficients by using Maxwellian speed distribution. The results of the configuration averaged calculations for ions were found in good agreement with results of computationally demanding level-resolved distorted wave approximation. This can easily be seen from the associated plots presented in the thesis. However, we should emphasize the importance of small differences for detailed analysis. We used isolated resonance approximation for the decay of doubly excited states created during the first step of the dielectronic recombination of ion. The energies obtained for the ground state levels of ions are compared with the corresponding experimental energies listed in the NIST tables and are found in quite good agreement.

Mon t e Ca r lo Me t od u k ul l a nı l a rak f e r r ima n ye t i k i nc ef i lml e r i n ma n ye t i k öz e l l i k l e r i in c e l e ndi . En ya kı n k oms ue t ki l e sme s i ni n e t ki n ol a r ak i nc e l e nme s i i ç in 1 00 x 1 0 0 l ük(1 0 .0 0 0 ö rgü n o kt a s ı ) l a t i s e l e a l ı n dı . ?n c e f i lmma n ye t i z a s y on un un s ı c a kl ı ğa ve sp i n de ğe r l e r i ne ba ğl ı l ı ğ ıi n c e l e n d i ve k r i t i k s ı c a kl ı kt a (Né e l s ı c ak l ı ğı ) be kl e ne nf e r r ima n ye t i k -pa r ama n ye t i k f a z ge ç i s i gö zl e n d i . Spi n d e ğe r l e r ia r a s ı nda ki f a rkı n i nc e f i lmi n ma n ye t i k d a v ra n ı s ı na e t k i s ii n c e l e n d i . Fe r r ima n ye t i k f i lmi n, u ygu l a na n dı s a l an a ba ğl ıo l a r a k, ma n ye t i za s yo n u nu n na s ı l e t k i l e n di ği in c e l e n di v eh i s t e re zi s e ğr i l e r i b ul un d u. Simü l a s yo n s on uç l a r ın a gö r e , kr i t i ks ı c ak l ı ğa k ad a r b i r i nc i me r t e bed e n ge ç i s (u y gul a n an d ı s ma n ye t i ka l a na ba ğl ı ) gö z l e ni rke n, k r i t i k s ı c akl ı kt a n so nra i ki nc ime r t e b ed en ge ç i s ( s ı c ak l ı ğa ba ğl ı ) g ö z l e ndi . Son ol a r ak , t üms imül a s yo nl a rd a e lde ed i l en g ra f i kl e r i n c e l e n di ve yo ruml a nd ı . Ma gne t i c p rope r t i e s of f e r r ima gn e t i c t h i n f i lms ha v e be e ns tu di e d b y u s in g Mo n t e Ca r l o Me t ho d . I n o rde r t o h a ve as uf f i c i e n t s i z e s amp l e we c ho s e 1 0 0 x 10 0 s amp l e s i ze s (10 00 0l a t t i c e po i n t s ) . Tempe ra tu r e a nd s pi n n umbe r s d ep en d enc e o f thi nf i lm ma gne t i z a t i o n ha s be e n s t u di ed . The ex p e c t e df e r r ima gne t i c -pa rama gne t i c pha s e t ra ns i t i on a t c r i t i c a lt empe r a t u re (Né e l t empe ra tu r e ) ha s be e n o bs e rve d. The e f f e c t ofs pi n numbe r d i f f er en c e o n th i n f i lm? s ma gn e t i c be ha v io r ha sbe e n s t u d i e d. The d e pe n d enc e of t h e ma gne t i z a t io n o n t h eap pl i e d e xt e rna l f i e l d h a s a l s o be en s tu di ed an d th e h ys t e re s i sl o o ps ha ve be e n s imul a t e d. Ac co rd i ng t o t h e s imu l a t i o n r e s ul t s ,i t ha s be en d i s c o ve re d th a t be low t he c r i t i c a l t emp e ra t u re t he r ei s a ve ry c l os e c o n n e c t io n be twe e n t he f i r s t -o rde r t ra n s i t i o no bs e rve d a s a f unc t i o n of f i e l d a n d t he s e co n d -o rde r t ra n s i t i o no bs e rve d a s a f un c t i o n o f t empe ra tu re . Fin a l l y, th e gr a phi c sde r i v ed f rom s imu l a t i on s ha ve be en e xami ne d. 68

ÖZETDALLANMIŞ VE DENDRİMER MAKROMOLEKÜLER YAPILARIN İSTATİSTİKİ TERMODİNAMİĞİ Dallanma türü, şekli ve sayısına bağlı olarak farklı yapı mimarisi gösteren makromoleküllerin istatistiksel termodinamiği son zamanlarda önemli bir araştırma alanıdır. Bu konuda Simha-Somyscynky (SS), örgüdeki düzensizliğin bir ölçüsü olan boşlukları göz önüne alarak zincir moleküler yapıların istatistiksel termodinamiğini geliştirmiştir. Örgüdeki düzensizliğin entropik katkısı için Flory-Huggins ortalama alan (FHMF) teorisi kullanılmıştır. Teoriye örgüde işgal edilmiş sitelerin kesrini veren sıcaklık ve hacim bağımlı bir değişken adapte edilmiştir.Diğer taraftan Freed ve ark., makromoleküler yapıların örgüde hacim dışarılaması ve üst üste gelmemesi ilkesini kullanarak Örgü Küme Teorisini (LCT) geliştirmişlerdir. Bu sınırlamalar, bağ vektörü ve en yakın komşu vektörü ile ifade edilmiştir. Her türlü yapı ve örgü bağımlılığına sahip LCT teorisinde, sıfırıncı mertebeden FHMF yaklaşımı cinsinden kümeleme seri açılımı yapılmıştır. Küme açılımındaki diyagramatik gösterimler, zincir bağlanabilirliğini ve hacim dışarılamasından kaynaklanan güçlükleri hesap etmek için kullanılmıştır. LCT’den gelen düzeltme katkıları ile gerçeğe daha yakın bir yaklaşım elde edilmekle beraber SS teorisinde de yapı ilişkisi tanımlanmıştır. Dendrimer ve aşırı dallanmış polimerler gibi farklı yapılara uygulanabilen yeni modelimize modifiye SS (MSS) teorisi adı verilmiştir. MSS teorisi, SS teorisinin uygulanamadığı Polybenzylether dendrimer (PBzE) yapılara uygulanmıştır ve PE, PP ve PS gibi SS teorisinin uygulanabildiği yapılarda da düzeltme teriminin etkisi incelenmiştir. Ayrıca PBzE dendrimer ile doğrusal eşleniği olan PS karşılaştırılmıştır. Bu yapıların termodinamiği ve yapısal boşluk kesriyle olan ilişkileri sıcaklık ve basınçla değişimi incelenmiştir. MSS modeli daha ince yapıyı dikkate aldığından dolayı boşluk yapısı üzerinde daha detaylı bilgi verdiği gözlemlenmiştir. Dendrimer yapılar için termal genleşme katsayıları ve bulk modülü de belirlenmiştir.ABSTRACTSTATISTICAL THERMODYNAMICS OF BRANCHED AND DENDRIMER MACROMOLECULAR STRUCTURES Statistical Thermodynamics of macromolecules showing different architecture depending on the type, shape and number of branching are recently an important research area. For this purpose Simha-Somyscynky (SS) developed the statistical thermodynamics of chain molecular system considering vacancies as a measure of the degree of disorder in the lattice model. Flory-Huggins Mean Field (FHMF) theory had been used to include the entropic contribution of the disorder in the lattice. In the theory a temperature and volume dependent variable that gives the occupied site fraction was adapted.On the other hand, Freed et al. had been developed Lattice Cluster Theory (LCT) which makes use of self-avoiding and mutually avoiding polymer chains on a lattice. This constraint had been expressed by the bond vectors and the nearest neighbor vectors. LCT Theory that has the structure and lattice dependences had been a cluster expansion in terms of zeroth-order FHMF approximation. Diagrammatic representation of the cluster expansion has been presented to overcome the chain connectivity and the excluded-volume constraints. The correction terms coming from LCT are introduced to the SS theory to include the structural relation together with the more consistent approximation. The new model is named as Modified SS (MSS) theory which can be applied to different structures such as dendrimer and hyperbranch polymers. It is applied to Polybenzylether dendrimer (PBzE) that is not applicable to the SS theory and also the effects of the correction terms are investigated on PE, PP and PS that are applicable to the SS theory. PBzE dendrimer is compared with PS that is corresponding to its linear equivalance. The thermodynamics of these structures and the relationship with the structural hole fraction are investigated with the temperature and pressure changes. Because the MSS model comprises the more fine structure of the system, it is observed that it gives the more detailed information on the hole structure of the system.

ÖZETSOL-GEL YÖNTEMİYLE HAZIRLANAN WO3 FİLMLERİN ELEKTRİKSEL VE OPTİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ Tungsten oksit (WO3), katot malzemesi olarak elektrokromik aygıtların yapımında birinci derece öneme sahip bir malzemedir ve bugüne kadar n-tip yarıiletkenler arasında görünür bölge ve kızıl ötesi bölgelerdeki elektrokromik özelliklerine bağlı olarak üzerinde en çok çalışılan elektrokromik malzeme olmuştur. Bu Yüksek Lisans tez çalışmasında, başlangıç maddesi olarak tungsten heksa klorit (WCl6) kullanılarak katkısız ve değişik oranlarda Ti katkılanmış WO3 ince filmler hazırlanmıştır. Filmler, cam altlıklar üzerine fotolitografi tekniği ile oluşturulmuş İnter dijital elektrot yapısı üzerine (IDT) hazırlanmıştır. Bu filmlerin, yapısal, elektriksel ve optik karakterizasyonları yapılmıştır. Filmlerin yapısal özellikleri XRD yöntemiyle belirlenmiş ve WO3 filmlerin triklinik kristal yapıda oldukları görülmüştür. Filmlerin d.c ve a.c elektriksel özellikler 303-523 K sıcaklık aralığında incelenmiştir. Bu incelemeler sonucunda, gerek katkılı gerekse katkısız filmlerde d.c davranışın ısıl olarak uyarılmış taşıyıcılar tarafından belirlendiği sonucuna varılmıştır. Filmlerde a.c yük iletim mekanizmasının ise Reider tarafından önerilen site enerjilerini, engel yüksekliğini siteler arasındaki uzaklığı da göz önünde bulunduran model ile açıklanabileceği sonucuna varılmıştır. Filmlerin optik özellikleri 285-800 nm dalga boyu aralığındaki soğurma ve geçirgenlik özellikleri ölçülmek suretiyle belirlenmiştir. Bu ölçümlerden, gerek katkılı gerekse katkısız filmlerde soğurmanın artan dalga boyu ile azalırken, geçirgenliğin artan dalga boyu ile arttığı belirlenmiştir.AbstractINVESTIGATION OF ELECTRICAL AND OPTICAL PROPERTIES OF SOL-GEL DERIVED WO3 THIN FILMSTungsten oxide (WO3) has an important cathode material for fabricating electrochromic devices. Until now it has been extensively studied material among n-type semiconductors depending on electrochromic properties in the visible and infrared regions. In this master thesis, undoped and Ti doped tungsten oxide (WO3) thin films were prepared by using tungsten hexa chloride (WCl6) as starting material. The films were deposited onto glass substrates which are photolitographically patterned on the interdigitated electrodes structures (IDT). Structural, electrical and optical characterizations of the films were performed. Crystal structure of the films was investigated by means of X-ray diffraction method. X-ray diffraction results showed that the crystal structure of the WO3 films was triclinic. D.c and a.c electrical properties of the films were investigated in the temperature range of 303-523 K. These results reveal that d.c electrical behavior of undoped and doped films can be represented by thermally stimulated carriers. A.c charge transport mechanism of the films can be explained by the model proposed by Reider. This model suggest a hopping, based on a hopping over barriers, which includes both, a variation of site energies, barrier heights, and of intersite distances. Optical properties of the films were determined by means of absorption and transmission measurements between the wavelengths of 285-800 nm. It was observed from these measurements that, while absorption of undoped and doped films decreases with increase in wavelength transmission increases with increase in wavelength.

ÖZETMONTE CARLO METODU İLE İNCE FİLMLERDE KRİSTAL YAPININ OLUŞMASININ İNCELENMESİİnce film oluşması Monte Carlo simülasyon tekniği kullanılarak incelenmiştir. İlk aşamada gaz halindeki örneğin yüzeye yapışması ve film oluşumu için gerekli fiziksel model ve sayısal parametreler deneme – yanılma yöntemi ile belirlenerek sayısal simülasyon için (en iyi bilgisayar zamanı) en ideal koşullar elde edilmiştir. Gaz halindeki örneğin film oluşturması üç temel modelde incelendi. Bunlar; a) parçacıklar gaz halindeyken düşey doğrultuda rastgele hareket ederler (dışsal etki yok), b) dışsal etki (taşıyıcı gaz kullanımı, manyetik alan, elektrik alan) sayesinde aşağı yönlendirme altında film oluşumu, c) gaz halinde kalan parçacıkların kaba düzgün dağılmasını sağlayacak olan modellemedir. Her üç modelde de yüzeye yapışan parçacıklar için sıcaklığa bağlı aktivasyon enerjisi, parçacığın yüzeyden kopma ihtimali “PA” ile temsil edilmiştir. Bu sayede film oluşumunun sıcaklığa bağımlılığı PA ile doğrudan ilişkilendirilmiştir.Simülasyon çalışmaları sonucunda, ince film yapımı isteniyorsa üçüncü modelin daha başarılı olacağı görülmüştür. Ancak daha kaliteli fakat daha kalın film isteniyorsa ikinci modelin daha başarılı olduğu belirlenmiştir. ABSTRACTTHE STUDY OF THIN FILM GROWTH BY USING MONTE CARLO METHODThin film growth was studied by using Monte Carlo simulation method. In order to construct the simulational model, the physical model with required parameters were determined after some trial and error runs. This was necessary in order to obtain the optimum simulation conditions with a PC model computer.Three basic models were used in this study. Model a, the gas particles used for the formation of film were under no external effects, thus free to move in three dimension until they stick on the surface or to another particle which already sticked on the surface to form film. Model b, gases were drifted towards the surface by an external agent. Model c, where the gas particles in the closed container were always distributed uniformly for all levels while they are in gas state.In all three models, the activation energy was represented by a temperature dependent parameter “PA” which represents the escape probability from the surface. Thus temperature dependence of the film growth was directly represented by PA.The simulations revealed the fact that for an ideal thin film growth model c gave the best result to prepare a thin film while a thicker but a better quality could be obtained by model b.

ÖZETKATKILI Bi1.5Zn0.92Nb1.5O6.92 DİELEKTRİK SERAMİKLERİNİN ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU Son yıllarda iletişim teknolojisinde meydana gelen gelişmeler çok daha üstün özelliklere sahip mikrodalga dielektrik seramiklerin geliştirilmesine neden olmuştur. Mikrodalga dielektrik özelliklere sahip seramik malzemelerden bir tanesi de Bi1.5Zn0.92Nb1.5O6.92 (BZN) seramiği olup, bu seramik malzeme özellikle düşük sinterlenme sıcaklığı ve üstün mikrodalga dielektrik özelliği nedeniyle dikkat çekmiştir. BZN seramiği kübik piroklor yapısına sahiptir. Piroklor seramikler çok farklı özelliklere sahip olmaları nedeniyle çok farklı alanlarda kullanılma potansiyeline sahiptir. Piroklor seramiklerin diğer bir özelliği de, çok geniş bir aralıkta farklı katyonların yapıya katkılandırılabilmesidir. Bu çalışmada, Bi1.5Zn0.92Nb1.5O6.92 bileşiğinde Bi, Zn ve Nb katyonları yerine uygun iyonik yarıçapa sahip, nadir toprak elementleri (Sm ve Nd), bazı geçiş metalleri (Cr, Fe, Co) ve Ni, Sn farklı oranlarda ilave edilerek, üretilen katkılı BZN piroklor seramikler incelendi. Katkılı BZN seramikler, oksitlerin karışımı metoduyla üretildi ve her bir katkının BZN piroklor bünyesindeki çözünürlük sınırı X-ışınları toz difraktometresi (XRD) kullanılarak saptandı. Üretilen katkılı seramiklerin yoğunlukları Arşimed yöntemi ile ölçüldü ve seramikler minimum %97-98 relatif yoğunluğa sahip olacak şekilde sinterlendi. Çözünürlük limitine yakın değerlerde katkılandırılan bazı seramiklerin iç yapıları taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelendi. Farklı katkılarla üretilen tek fazlı kübik yapıya sahip Bi1.5Zn0.92Nb1.5O6.92 piroklor seramiklerin geniş bir sıcaklık ve frekans aralığında (25-200 °C ve 1 kHz-2 MHz) dielektrik özellikleri ölçülerek, dielektrik özelliklerin sıcaklık ve frekans bağımlılıkları saptandı. Farklı katkılarla üretilen BZN piroklor seramiklerin, XRD ve SEM analizleri benzer sonuçlar vermiş olup, katkı oranlarının artışı ile ikincil fazların ortaya çıktığı gözlendi. Dielektrik sabitinin genel olarak katkı oranı ile arttığı, sıcaklık artışı ile düşüş gösterdiği ve neredeyse frekanstan bağımsız hareket ettiği saptandı. Dielektrik kayıp, düşük frekanslarda (

ÖZETPOLİMER-İYONİK TUZ ELEKTROLİTLERİNİN İLETKENLİK- SERBEST HACİM İLİŞKİLERİNİN POZİTRON YOKOLMA ÖMÜR SPEKTROSKOPİSİ İLE İNCELENMESİPolimer esaslı iyonik iletken malzemeler, yakıt hücrelerinde de kullanılabilen polimer elektrolit veya membranları alanında potansiyel uygulamalarından dolayı önemli bir ilgi alanına sahiptir. İyonik iletkenlik mekanizması serbest hacim modeli ile açıklanmaktadır. Polimerlerde serbest hacim kavramı, mekanik ve termodinamik özellikler gibi fiziksel nicelikleri, camsı geçiş sıcaklığını, iyonik iletkenliği ve viskoziteyi açıklamak için önemlidir. Cohen ve Turnbull ve daha sonra Bamford ve arkadaşları yaptıkları çalışmalarda polimerlerdeki iyon taşınım olayını amorf malzemelerde yapısal düzensizlikten dolayı ortaya çıkan serbest hacim türünden ifade etmiştir. Yahşi ve arkadaşları iyonik iletkenlik mekanizmasını açıklamak için serbest hacmin bir ölçüsü olan basınç ve sıcaklık bağımlı serbest hacim kesri ile ilişkili bir model öne sürmüşlerdir. Diğer taraftan Pozitron yok olma ömür spektroskopisi (PALS) kullanılarak ortho-positronium (o-Ps) ömrü ile serbest hacmin boyut ve mikarı incelenebilmektedir. PALS tekniği boşlukların teşhisinde ve incelenmesinde güçlü bir metotdur.Bu amaçla, polimer matrisi olarak yüksek iyonik iletkenlikleri ve üstün mekanik özellikleri nedeniyle bu çalışmada poli(viniliden-co-hekzafloropropilen)(PVdF-HFP) kullanılmıştır. Farklı molekül ağırlıklarına sahip polimerler kullanılarak farklı tipte ve yüzde de iyonik iletken Li+ tuzları içeren polimer-tuz çözeltilerinden katı polimer elektrolitler hazırlanmıştır.Serbest hacim ve boşluk kesrindeki nanoskopik değişikliklerin sıcaklığa bağlı olarak değişimi PALS tekniği ile incelenmiştir. Sonuç olarak boşluk kesri yaklaşık 0.03 molar oranlık büküm noktasına sahiptir. Serbest hacim veya boşluk kesri 0.03’ den az olduğunda serbest hacim artar. Anlaşıldığı gibi polimer yapılar içindeki florine grupları ile tuz içindeki Li+ iyonları arasında oluşan komplikasyonlar ve polimer oluşumu, polimer kristalleşmesindeki düzen oluşumunu geciktirir ve amorf fazların oluşumuna sebep olur. Molar oran 0.03 den büyük olduğunda boşluklarda oluşan tuzdan dolayı serbest hacim azalmaktadır. Bütün örnekler için sıcaklığın serbest hacim üzerine etkisi artan yöndedir.ABSTRACTINVESTIGATION OF RELATIONSHIP BETWEEN FREE VOLUME AND IONIC CONDUCTIVITY OF POLYMER-SALT ELECTROLYTES BY USING POSITRON ANNIHILATION LIFETIME SPECTROSCOPYPolymer based ionic conducting materials have important interest because of their potential applications in polymer electrolytes and membranes used as fuel cell. Ionic conductivity mechanism is explained with the free volume model. Free volume notion in polymers is significant in order to explain viscosity, ionic conductivity, glass transition temperature and physical quantities such as mechanical and thermodynamic properties. In the study of Cohen and Turnbull and later Bamford et. al. the transport phenomena in polymers have stated in terms of free volume arising from the structural disorders in amorphous polymers. To interpret ionic conductivity mechanism, Yahsi et. al. have purposed a model in terms of temperature and pressure depended hole fraction as a measure of free volume. On the other hand, the size and the amount of free volume can also be measured by ortho-positronium (o-Ps) lifetime using the Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy (PALS), a unique tool to probe the holes.For this purpose, PVdF-co-HFP Polyvinylidene Fluoride-co-Hexafluoride was used in this work because of high ionic conducting features and superior mechanical properties as polymer matrix. Polymer electrolytes containing different types lithium salt and various amounts of salt were prepared by solution casting method. The changes of the nanoscopic free volume and hole fraction were investigated with respect to temperatures using the PALS technique. Eventually, the hole fraction has an inflection point about 0.03 molar ratio. The free volume or free volume fraction increases when it is less than 0.03. It is the fact that the formation of polymer and salt complications which occur between the fluorine groups in the polymer backbone and Li+ ion in salt retards the ordering of polymer crystalline and causes the formation of amorphous phases. As for the molar ratio is greater than 0.03, the free volume decreases because of the salt occupation in the holes. For all the samples, the temperature has an increasing effect on the free volume.

ÖZETPOZİTRON TEKNİKLERİYLE POLİMER-ELEKTROLİTLERİN İLETKENLİK-SERBEST HACİM İLİŞKİSİNİN İNCELENMESİHidrojen enerji çevriminin temelini oluşturan yakıt hücrelerinin gündeme gelmesiyle polimer esaslı iyonik iletken malzemelerin kullanıldığı polimer elektrolit membran yakıt hücresi araştırma ve geliştirme çalışmaları hızla devam etmektedir. Yakıt hücrelerinde yüksek etkinlik elde edebilmek için alternatif olarak hazırlanacak polimer membranların yüksek proton iletkenliği gibi özelliklere sahip olması gerekir. ‘Polimer elektrolitlerde iletkenlik’ burada bir kez daha önemini göstermektedir. Son zamanlarda polimer elektrolitlerde iyon taşınım mekanizması serbest hacim modeliyle izah edilmeye çalışılmıştır. Polimerlerde serbest hacim kavramı ve S-W parametreleri malzemenin viskozite, iyonik iletkenlik, viskoelastik, camsı sıcaklığı ve mekanik özellikler gibi fiziksel özellikleri ile kimyasal özelliklerinin açıklanmasında önemli yer tutmaktadır.Bu bağlamda çalışmamızda yüksek iletkenlik özelliği gösteren kopolimer matrisi poliviniliden florür-co-hekzaflorür üzerine çalışılmıştır. Farklı lityumperklorat tuz oranlarında, ayrıca sıcaklığa bağlı olarak ‘Pozitron Yokolma Ömür Spektroskopisi’ tekniğiyle nanometrik serbest hacim ve boşluk kesri değişimi; ‘Pozitron Yokolma Radyasyonunun Doppler Genişlemesi’ tekniğiyle ise S ve W incelenmiştir. Sonuçta tuz katkısına bağlı olarak boşluk kesri düşük tuz oranlarında (%3 civarında) bir bükülme göstermektedir. Tuz oranının 0.03’lük molar kesri altında kristal yapıyı amorf yaparak serbest hacmin artmasına ve 0.03’ün üstünde ise azalmasına neden olduğu şeklinde yorumlanmıştır. Ayrıca lityum hekzaflorafosfat tuzu katkılı polimer matirisiyle de çalışılmış ve her iki lityum tuzu katkılı polimer matrisinde de ortak çalışma aralıkları için aynı sonuçlar elde edilmiştir.Diğer taraftan iki pozitron tekniği arasında ilişki kurulmuş ve pozitronun doğrudan yokolma şiddetinin W parametresiyle ilişkili olduğu yorumlanmıştır. Sonuç olarak tuz oranının 0.03 molar kesri altında polimerin amorflaşmasıyla pozitronun doğrudan yokolma şiddetinde ve W parametresinde bir artış, tuz oranının 0.05 molar kesri üstünde ise azalış olduğu gözlemlenmiştir. ABSTRACTTHE CORRELATION BETWEEN CONDUCTIVITY AND FREE VOLUME IN POLYMER ELECTROLYTES USING POSITRON TECHNIQUESSince the discovery of fuel cells constituting the hydrogen energy cycle, research and development into polymer electrolyte membrane fuel cell made of ionic conducting materials has become increasingly quite active. To obtain high effectiveness for the fuel cells, polymeric membranes should have some properties such as high conductivity of proton. Recently, ion transmission mechanism in polymer electrolytes has been interpreted by the free volume model. The free-volume concept and S-W parameter in polymers are highly important to explain viscosity, ionic conductivity, glass transition temperature and physical-chemical properties of materials.In this work, due to high conductivity of polyvinylidene fluoride-co-hexa fluoride based on polymer matrix, we have studied the nanoscopic free volume, hole fraction, and S-W parameter with different molar ratios of lithium perchlorate and lithium hexafluorophosphate as a function of temperature using Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy and Doppler Broadening of Annihilation Radiation. As observed, the hole fraction has an inflection point about 0.03 molar ratio of lithium-salt. Because of the formation of amorphous phases as the molar ratio of lithium-salt is less or greater than 0.03, it causes increase and decrease in the free volume, respectively. The two lithium-salt have yielded the same results for the free volume, the hole fraction, and S-W parameter.Moreover, correlating two positron techniques, it has been observed that the intensity of direct annihilation is related to W parameter. Finally, both intensity of direct annihilation and W parameter increase constantly as the molar ratio is less than 0.03, and decrease sharply as the molar ratio is greater than 0.05.

ÖZETELEKTRON-İYON BİRLEŞMESİ VE ELEKTRON-İYON ÇARPIŞMALI İYONLAŞMA, GAZ FAZINDA OTOİYONLAŞMAYA KARŞI KARARLI DİANYONLAR, DİKATYONLAR ve COULOMB PATLAMASI.Elektron çarpmalı iyonlaşma ve elektron-iyon birleşme süreçleri, plazma parçacık dağılımını önemli ölçüde etkileyen atomik süreçlerin başında gelmektedir. Bu süreçlere ait tesir kesit ve oran katsayıları, plazma dinamiğinin modellenmesi, plazma spektrumunun analizi ve kararlı plazmalarının oluşturulması ile ilgili bilimsel öngörülerin yapılması için kritik öneme sahiptir. Bu nedenle, plazma içerisinde bulunan ve konfigürasyonuna sahip , - ve iyonlarının dâhil olduğu atomik süreçlere ait tesir kesit ve oran katsayıları hesaplanmıştır. konfigürasyonuna sahip iyonların elektron çarpmalı iyonlaşma tesir kesit ve oran katsayıları hem konfigürasyon ortalamalı hem de seviye ayrışımlı çarpıtılmış dalga yöntemlerinde hesaplanmıştır. konfigürasyonuna sahip iyonların elektron-iyon birleşme süreçlerine ait tesir kesit ve oran katsayıları çok konfigürasyonlu Breit-Pauli yaklaşımı çerçevesinde AUTOSTRUCTURE programları kullanılarak hesaplanmıştır. Radyal orbitallerin hesabında Thomas-Fermi-Dirac-Amaldi model potansiyeli kullanılmıştır. Hızla çarpılmış tesir kesitleri paralel ve dik sıcaklıklara sahip Maxwellian hız dağılımı kullanılarak oran katsayılarına dönüştürülmüştür. Birden fazla negatif veya pozitif yüke sahip gaz fazındaki küçük moleküller, üzerlerindeki itici Coulomb kuvvetlerine rağmen, otoiyonlaşmaya karşı kararlılık göstererek kütle spektrometrelerinde gözlenebilecek bir ömre sahip olmaktadırlar. Bu kararlılığın altında yatan dinamiklerin araştırılması güncel öneme sahip bir araştırma konusudur. Bu nedenle, gaz fazında otoiyonlaşmaya karşı kararlı oldukları düşünülen dianyonlar ve üç atomlu dikatyonlarla ilgili hesaplamalar yapılmıştır. Bu hesaplamalar farklı model kimyaları çerçevesinde Gaussian 03W paket programı kullanılarak yapılmıştır. Konfigürasyon ortalamalı yaklaşımda elde edilen sonuçların çok daha fazla kaynak ve emek isteyen seviye ayrışımlı yaklaşımdan elde edilen sonuçlarla oldukça iyi uyum içerisinde oldukları bulunmuştur. Yüksek duyarlıklı rezonans enerjilerinin özellikle düşük sıcaklık elektron-iyon birleşme süreçleri için kritik önemde oldukları gösterilmiştir. Dianyonların ve üç atomlu dikatyonların termodinamik kararsızlıklarına rağmen en az bir kinetik kararlılığa sahip hallerinin varlıkları bulunmuştur. ELECTRON-ION RECOMBINATION AND ELECTRON IMPACT IONIZATION, GAS PHASE DIANIONS, DICATIONS STABLE WITH RESPECT TO AUTOIONIZATION AND COULOMB EXPLOSION.Electron impact ionization and electron-ion recombination are among the atomic processes significantly affecting the plasma particle distribution. The cross sections and rate coefficients associated with these processes are critically important for the modeling of plasma dynamics, plasma spectrum analysis, and making scientific predictions for stable plasma formation. For this reason, the cross sections and rate coefficients for the atomic processes involving , - , , and ions of and configurations were calculated. Electron impact ionization cross sections and rate coefficients of ions of configurations were calculated in both configuration average and level resolved distorted wave approximations. Electron-ion recombination cross sections and rate coefficients of ions of configuration were calculated in a multi configuration Breit-Pauli approximation using AUTOSTRUCTURE programs. Thomas-Fermi-Dirac-Amaldi model potential was used for the calculations of radial orbitals. Velocity times cross sections were converted to rate coefficients by using Maxwellian speed distribution with parallel and perpendicular temperatures. Small molecules in the gas phase with more than one negative or positive charge, despite the repulsive Coulomb forces on them, have observable lifetime in a mass spectrometer by being stable towards autoionization. The search for the underlying dynamics of this stability is a current research problem. For this reason, the calculations for dianions and triatomic dications likely to be stable in the gas phase with respect to autoionization were performed. These calculations were done in different model chemistries using Gaussian 03W program package. The results from configuration average calculations were found to be in good agreement with the results of computationally demanding level-resolved distorted wave approximations. Accurate resonance energies were found particularly very important for the calculations of low temperature electron-ion recombination processes. It was found that dianions and triatomic dications, despite their thermodynamic instabilities, have at least one kinetically stable state.

ÖZET FARKLI YÖNTEMLERLE HAZIRLANAN TRİ-NÜKLEER Co VE Zn FTALOSYANİN İNCE FİLMLERİN ELEKTRİKSEL ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİBu çalışmada, ilk defa sentezlenen tri-nükleer Cobalt (Co) ve Çinko (Zn) Ftalosyaninlerin ince filmlerini hazırlama parametrelerinin, filmlerin elektriksel özelliklerine etkisi incelenmiştir. Hazırlama parametresi olarak; hazırlama yöntemi ve altlık sıcaklığı olarak iki grup belirlenmiştir. Filmler 298 K, 323 K, 348 K, 373 K altlık sıcaklıklarında inter digital transducer yapı (IDT) üzerine damlatma ve püskürtme yöntemi ile kaplanarak hazırlanmışlardır. Filmlerin d.c. elektriksel özellikleri 1 Volt aralığında akım-gerilim (I-V) ölçümleri yapılmak suretiyle, a.c. karakteristikler ise 40 Hz - 100 kHz frekans aralığında iletkenlik, empedans, empedansın sanal ve gerçek kısımları ölçümleri yapılmak suretiyle belirlenmiştir. Tüm ölçümler; 298 K - 391 K sıcaklık aralığında, karanlıkta ve 10-3 mbar vakum ortamında alınmıştır.Örneklerin oda sıcaklığında hazırlanan ve oda sıcaklığında ölçülen d.c. iletkenlikleri sırasıyla ZnPc-damlatma için: 1.0x10-10 S/cm; ZnPc-püskürtme için: 7.3x10-11 S/cm; CoPc-damlatma için: 1.3x10-10 S/cm; CoPc-püskürtme için: 5.9x10-11 S/cm; bulunmuştur. Damlatma yöntemi ile hazırlanan filmlerin aktivasyon enerjileri, altlık sıcaklığı arttıkça püskürtme yöntemi ile hazırlanan filmlere göre daha çok azalmaktadır. Ölçüm aralığı içinde, püskürtme yöntemiyle hazırlanan filmlerin aktivasyon enerjilerinin, damlatma yöntemiyle hazırlanan filmlerin aktivasyon enerjilerinden daha yüksek olduğu hesaplanmıştır.Tüm örneklerin yük iletim mekanizmalarının hoplama metoduna uyum sağladığı sonucu elde edilmiştir. Her iki yöntemle hazırlanan filmlerde a.c. iletkenliğin frekansa bağımlılığı s şeklinde bulunmuştur. “s” parametresinin sıcaklığa bağlı olduğu ve genel olarak sıcaklık arttıkça azaldığı bulunmuştur. Örnekler için yük iletim mekanizması İlişkilendirilmiş Engel Hoplama (CBH) modeli ile uyumludur. Film hazırlama yöntemi ve altlık sıcaklığının filmlerin empedans spektrumları üzerine üzerine önemli bir etkisi olmadığı görülmüştür. Her iki yöntemle hazırlanan filmlerin ölçülen empedanslarının artan frekansla azaldığı gözlenmiştir. ABSTRACT THE INVESTIGATION OF THE ELECTRICAL PROPERTIES OF TRI-NUCLEAR Co AND Zn PHTHALOCYANINE THIN FILMS PREPARED BY DIFFERENT METHODSIn this study, the goal was to research the effect of preparation parameters on the d.c. and a.c. electrical properties of newly synthesized tri-nuclear Zinc and Cobalt phthalocyanine thin films. Thin films of the metallophthalocyanine compounds were prepared at 298 K, 323 K, 348 K, 373 K substrate temperatures by cast coating method and by spraying method. Phthalocyanine solution was plated with on an IDT (inter digital transducer) structure. d.c. conduction properties of the films were determined from the measured current-voltage characteristics. Room temperature d.c. conductivities were found as 1.0x10-10 S/cm for ZnPc film and 1.3x10-10 S/cm for CoPc film prepared by cast coating method, 7.3x10-11 S/cm for ZnPc and 5.9x10-11 S/cm for CoPc film prepared by spraying method at 298 K substrate temperatures. The a.c. electrical characteristics were determined by measuring the conductivity, the imaginary and real part of the empedance in the frequency range from 40 Hz to 100 kHz in the temperature range of 298 K – 391 K.Activation energy values of the films prepared by spraying method tends to show lower dependence to the substrate temperature at higher substrate temperatures. In the measurement temperature range, activation energy of the films prepared by spraying method higher than that of the films prepared by cast coating method. In both cases the dependence of conductivity to frequency was found to be s. The parameter “s” depends on substrate temperature and decreases with increasing measurement temperature. The obtained results were in agreement with the prediction of the CBH model for all films.

ÖZETBu çalışmada Ferromanyetik yarıiletken AB2X4 (A=Cd, Cu; B=Cr; X=S, Se) tipi üçlü filmler ve nano-parçacıklar Kimyasal Banyo Büyütme (CBD) ve Kimyasal İndirgeme metotları kullanılarak laboratuarımızda hazırlandı. Filmler farklı alt-taşlar, farklı konsantrasyonlar ve farklı büyütme sürelerine göre hazırlandı. Hazırlanan filmlerin optik, manyetik, yapısal ve morfolojik özellikleri UV-visible spektrometre, ESR, XRD, SEM ve EDAX teknikleri kullanılarak belirlendi. Kimyasal İndirgeme metoduyla hazırladığımız nano-partiküllerin boyutları deney koşullarına bağlı olarak oluşturuldu, yaklaşık 50- 200 nm mertebesinde oldukça homojen ve düzgün bir dağılım gözlemlendi.Alt-taşlar üzerine büyütülen filmlerin oldukça düzgün ve homojen bir yapıya sahip oldukları ve poli-kristal filmler oldukları görüldü. SEM görüntüsünden film yüzeylerinde herhangi bir yapısal bozukluklar ve düzensizliklerin olmadığı gözlendi. Bu çalışmanın temel amacı istenen kalitedeki ferromanyetik yarıiletken nano-parçacıkların elde edilmesi için gerekli deneysel koşulları belirlemekti ve bu koşullar deneysel çalışmalarımızla başarılı bir şekilde belirlendi. Optik özellikleri UV-Vis spektrometreyle 300–800 nm arasında ölçülerek yarıiletken band genişliği belirlendi. Yapılan analizler sonucu optik soğurma çizgisinin CdCr2S4 ve CuCr2S4 için sırasıyla, 2.43 eV ve 2.45 eV olduğu bulundu. Bu örnekler için Curie sıcaklıkları ölçüldü ve sırasıyla 85K ve 380K civarında olduğu bulundu. CuCr2S4 filminde Coercive alanın, azalan sıcaklığın bir fonksiyonu olarak arttığı bulundu. Ayrıca, bu örnekte bazı manyetik anomalik davranışlar gözlendi. ABSTRACTPREPARATİON AND CHARACTERİZATION OF MAGNETİC SEMİCONDUCTORSIt this study ferromagnetic semiconducting films of the type AB2X4 (A=Cd, Cu; B=Cr; X=S, Se) were fabricated in our laboratory using Chemical Bath Deposition (CBD) and Chemical Reduction methods. Films are produced with different substrates, different concentrations and different growing time intervals. Fabricated films are then analyzed to determine their optical, magnetic, structural and morphologic properties using UV –vis spectrometric, ESR, XRD, SEM and EDAX techniques.The dimensions of nano-particles produced by the chemical reduction method, depending on the experimental conditions, showed quite homogenous distribution with approximately 50-200 nm in average diameters.The ploy-crystal films grown on substrates showed remarkably homogenous structure with clean smooth surfaces. There were no structural defects or pinholes observed on the surfaces under SEM. One of the main objective of this study was to determine the experimental conditions for efficient production of ferromagnetic semiconducting nano-particles with desired qualities and we successfully underlined these conditions in our experimental studies.The optical properties were measured using UV-vis spectrometer with wave length in the range of 300-800 nm and the band gap determined. The optical absorption lines for CdCr2S4 and CuCr2S4 were found to be at 2.43 eV and 2.45 eV respectively. The curie temperatures were also measured by for these samples and were found to be at about 85K and 380 K respectively. The coercive field in CuCr2S4 sample found to increase as a function of decreasing temperature. In addition some magnetic anomalies were also observed in this sample.

ÖZET KATKILI-KATKISIZ KALAY-OKSİT (SnO2) NANOPARÇACIK DEVRE ELEMANLARININ GAZ ALGILAMA ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİGaz sensörleri endüstriyel üretimden çevre kirliliğine kadar oldukça geniş bir alanda uygulama bulur. Gaz sensörlerinin çalışma prensibi, adsorplanmış oksijen ile etkileşen gaz moleküllerinin iletkenlikte bir değişim oluşturması esasına dayanır. SnO2 tabanlı gaz sensörlerinin algılama özellikleri katkı malzemesinin doğasına ve miktarına ayrıca mikro yapıya oldukça bağlıdır. Tüm bu özelliklerde SnO2 filmi hazırlama yöntemine bağlıdır. Yüksek kalitede film elde etmede kullanılan en uygun teknik sol-jel yöntemidir. Bu Yüksek Lisans tez çalışmasında, Katkısız ve Fe, Cd, Zn, Cr ile katkılanmış SnO2 ince filmlerle nano parçacıkların elde edilmesi hedeflenmiştir. Elde edilen nano parçacıkların XRD spektrumları ve SEM görüntüleri parçacık boyutunun 20 nm ile 60 nm arasında değiştiğini göstermiştir. Sıcaklığın filmlerin dc iletkenlikleri ve empedans spektrumları üzerine etkisinin incelenmesinde dc iletkenliğin, ısıl uyarılmış taşıyıcılar sayesinde gerçekleştiği anlaşılmıştır. Ac ölçümler, frekansın üssü olan s’in sıcaklığın bir fonksiyonu olduğunu göstermiştir. Filmlerin CO, H2 ve CO2 gibi gazlarla kloroform ve toluen gibi uçucu organik bileşiklerine duyarlıklarıda test edilmiştir. Sonuçlar göstermiştir ki SnO2 filmlerin gaz duyarlıkları hem sıcaklığa hem de katkı türüne oldukça bağlıdır. ABSTRACT THE İNVESTİGATİON OF THE GAS SENSİNG PROPERTİES OF DOPED AND UNDOPED SNO2 NANOPARTİCLE Gas sensors have found wide applications in industrial production, environmental monitoring and protection. The working principle is based on the change of conductivity that takes place after exposure to gases capable of reacting with chemisorbed oxygen. The sensing properties of SnO2 thin films strongly depend on their deviation of stoichiometry, on the nature and amounts of dopants and impurities, and on the microstructure. All of these properties depend on the deposition method. One of the most promising technique in preparation of the high quality SnO2 thin film is the sol-gel method.In this master thesis, the preparation of doped different material such as (Fe, Cd, Zn, Cr) and undoped SnO2 thin films and nano particle were aimedThe obtained XRD and SEM results indicated that the powders composed of nanocrystals ranged in the 20- 60 nm. By analyzing the d.c. electrical behaviour of the films, it was found that the experimental data are described by a thermally activated conductivity dependence on temperature. The a.c. results give a power law behaviour,in which the frequency exponent s decreases with temperature. The sensing properties of the film for CO, H2, CO2 and volatile organic compounds (VOCs) vapors have been investigated. The results of this work indicate that the sensing characteristics of the films such as sensor response, response and recovery times are observed to be temperature and doping dependent.

ÖZETNÜKLEER REAKTÖR YAKIT İMALATI ÖNCESİ URANYUMUN SAFLAŞTIRILMASI VE ZENGİNLEŞTİRME PROSESLERİ Nükleer reaktör tiplerine göre nükleer yakıt temini enerji arz güvenliği yönünden çok önemlidir. Bu bakımdan, nükleer santral işleticileri reaktörün ömrü boyunca ihtiyaçlarını sıkıntıya düşmeden temin etmek isterler. Bazı ülkeler sahip olduğu reaktör tiplerine göre madencilikten başlayıp, nükleer yakıt imalatına kadar her kademeyi içeren teknolojiye sahiptir. Bazı ülkeler ise belirli bir kademeden başlayıp yakıt fabrikasyonuna kadar olan teknolojiye sahiptir veya teknolojiye sahip olmadığı için üretici ülke firmalarından satın alarak ihtiyacını karşılamaktadırlar. Tercih edilen, nükleer yakıtın ülkemizde üretilmesidir. Ayrıca taze yakıt kolayca depolanabilir. Böylelikle uzun süre yakıt üreticilerine bağlı kalmadan enerji üretimi mümkün olacaktır. İleri teknoloji ürünü olan nükleer reaktörler, başta nükleer yakıt çevrim sistemlerine sahip ülkeler çağımızda sınıf atlamış olarak tanımlanır ve bu kapsamda sarı pasta olarak satılan uranyumun saflaştırılması ve zenginleştirilmesi ülkemizde yaygınlaşırsa yakıt imalatı da kolaylıkla yapılacaktır. Bu çalışmada nükleer rektörlerde yakıt imalatı öncesi uranyum saflaştırma ve zenginleştirme metotlarından gaz difüzyonu, santrifüj, nozul (aerodinamik yöntemler) ve lazer ile zenginleştirme metotları ayrıntılı olarak incelenmiştir. Bu metotların izahından önce gereksinimleri ifade edilmiştir. Zenginleştirme metodu olarak kullanılan bu yöntemlerdeki prosesler için gerekli diferansiyel denklemler yazılmıştır. Özellikle en yaygın olarak kullanılan gaz difüzyon ve santrifüj metotları üzerinde durulmuştur. . 235UF6 ve 238UF6 için ayrıştırma faktörleri incelenmiş, akış kanunları için denklemler çözülüp yorumlanmıştır. Gaz difüzyonu ve santrifüj proseslerine alternatif olarak lazer ile izotoplarına ayırma ve nozul tekniği ileri sürülmüştür. Uranyum zenginleştirilmesi prosesleri izahı sonucunda, bu zenginleştirme metotlarının birbiriyle kıyaslaması sağlanmıştır. Nozul metodu için Vorteks tüp ve jet nozul proses metodu üzerinde durulmuştur. Uranyumun izotoplarına ayrılmasında lazer tekniğinin hangi metotları kullanılarak yapıldığı açıklanmıştır. Kullanımda olan nükleer yakıt üretim tekniklerinin zor ve pahalı olması nedeniyle, bu çalışmada bu tekniklerin avantajları ve dezavantajları değerlendirilerek teorik ve uygulama alanında katkı sağlayacak denklemler yazılıp, sonuçlar tablolar halinde sunulmuştur. ABSTRACTURANIUM ENRICHMENT AND PURIFICATION METHODS PRIOR TO THE PRODUCTION OF THE NUCLEAR REACTOR FUEL Nuclear fuel supply as per nuclear reactor types is very important for energy and supply safety. In this regard, nuclear plant operators would like to ensure requirements without dropping into straits during whole life of the reactor. Some countries have the required technology including every stage from mineral extracting to nuclear power production according to the types of reactors. Some other countries have the technology from a certain stage to fuel manufacture or satisfies the requirement purchasing from manufacturer country companies since they don’t have the technology. The best situation is the production of the fuel in our country. Furthermore fresh fuel could be stored easily. Thus, energy production would be possible without depending to the fuel producers for a long time. Nuclear reactors which are products of advanced technology, countries which have nuclear fuel cycle system are defined as to be landed up a higher class and if purification and enrichment of uranium called as yellow cake become spread in our country, fuel production could be realized easily. Gas diffusion, centrifuge, nozzle (aerodynamic methods) and laser using enrichment methods from uranium purification and enrichment methods prior to fuel production in nuclear reactors have been examined in detail in this study. These methods have been stated to be required prior to the expressions. Required differential equations have been written for the processes used as enrichment methods. Especially gas diffusion and centrifuge methods used most widely were emphasized. 235UF6 and 238UF6 separation factors were examined, equations were interpreted for flow rules. Laser separation and nozzle technique were alleged as alternative to gas diffusion and centrifuge processes. As a result of explanation of uranium enrichment processes, these enrichment processes have been ensured to be compared with each other. Vortex Tube and Jet Nozzle process methods were emphasized among the nozzle methods. It has been expressed which methods of laser technique were used in isotope separation of uranium. Because nuclear fuel production techniques in use are difficult and expansive, advantages and disadvantages thereof were assessed in this study and the equations to contribute to theoretical and applicational areas were stated, and results thereof were presented in tables.

ÖZET SODYUM KONFİGÜRASYONUNA SAHİP KALAY VE TUNGSTEN İYONLARININ KONFİGÜRASYON ORTALAMALI ÇARPITILMIŞ DALGA YAKLAŞIMINDA ELEKTRON-ÇARPMA İYONLAŞMA TESİR KESİTLERİNİN HESABISodyum konfigürasyonuna sahip Mg+, Ar7+, Kr25+, Sn39+ ,Xe43+, ve W63+ iyonları için elektron çarpmalı iyonlaşma tesir kesitlerini hesap ettik. Doğrudan iyonlaşma tesir kesitleri 2s, 2p, 3s kabukları için hesaplandı. Hesaplamalar bağımsız süreç (independent process) ve konfigürasyon ortalamalı çarpıtılmış dalga (configuration-average distorted-wave) yaklaşımında yapıldı. İyonlaşmaya uyarılmalı oto-iyonlaşma süreçlerinin katkıları için 2s22p53snl ve 2s2p6 3snl şeklinde ifade edilen uyarılmış konfigürasyonlar göz önüne alındı. Bu konfigürasyonlarda n kuantum sayısı için 3, 4, 5, 6 değerleri alındı. Bu uyarılmış konfigürasyonlar için ışıma ile bozulmalarını alan uygun dallanma oran katsayıları hesaplandı. Uyarılmalı oto-iyonlaşma kanallarının katkılarının özellikle ağır iyonlar için baskın oldukları hesaplamalarımızda da ortaya çıkmış oldu. Bütün süreçler iyonlaşma ve uyarılma enerjileri yarı-rölativistik çerçevede hesaplandı. Tesir kesitler grafik olarak, enerjiler ise tablolarda sunulmuştur. ABSTRACT CALCULATIONS of ELECTRON-IMPACT IONIZATION CROSS-SECTIONS of Na-LIKE Sn39+ and W63+ BY CONFIGURATION-AVERAGE DISTORTED WAVE APPROXIMATIONWe have calculated electron impact ionization cross-sections for the Sodium-like ions Mg+, Ar7+, Kr25+, Sn39+, Xe43+, and W63+. The direct ionization cross-sections of 2s, 2p, and 3s were calculated. The calculations are done in an independent process and configuration-average distorted-wave approximation. The contribution from excitation-autoionization from 2s22p53snl and 2s2p6 3snl excited configuration were taken into account. the quantum number n in these configurations were taken to be 3, 4, 5, and 6. we have included the appropriate branching ratios for the radiation damping of these autoionizing levels. excitation-autoionization contributions are found quite large particularly for heavy ions. We have calculated ionization and excitation energies for all processes in a semi-relativistic framework. The results for cross-sections are presented in plots and values for energies are presented in tabels in the thesis.

ÖZETMonte Carlo Metodu kullanılarak ferromanyetik ince filmlerin manyetik özellikleri incelendi. En yakın komşu etkileşmesinin etkin olarak incelenmesi için 25 x 25 lik (625 örgü notası) bir örgü büyüklüğü ele alındı. İnce film manyetizasyonunun sıcaklığa bağlılığı incelendi ve kritik sıcaklıkta beklenen ferromanyetik-paramanyetik faz geçişi gözlendi. Manyetik olmayan boşlukların ince filmin manyetik davranışına etkisi incelendi. Simülasyon sonuçlarına göre, manyetik olmayan boşlukların yoğunluğunun toplam örgü noktalarının 1/6 oranına erişmesi durumunda ferromanyetik etkileşimin etkisini yitirdiği bulundu. Son olarak, tüm simülasyonlarda manyetizasyonun sıcaklığa göre değişiminin grafikleri incelendi ve yorumlandı.ABSTRACTEXAMINING THE PROPERTIES OF FERROMAGNETIC FILMS BY USING MONTE CARLO METHODMagnetic properties of ferromagnetic thin films have been studied by using Monte Carlo Method. In order to have a sufficient size sample we chose 25 x 25 sample sizes (625 lattice points). Temperature dependence of thin film magnetization has been studied and expected ferromagnetic-paramagnetic phase change at critical temperature has been observed. The effect of non-magnetic substitutes to thin film’s magnetic behavior has been studied. According to the simulation results, it has been discovered that when the densities of non-magnetic substitutes reaches about 1/6 of the total lattice point, the ferromagnetic correlation ceases. Finally, graphics which represent magnetization versus temperature are plotted in all simulations.

ÖZETPANCAKE MODELİ İLE 3 BOYUTLU VORTEKS DİNAMİĞİII. tip süperiletkenlerde ara hal durumunda oluşan manyetik vorteksler, 0 K üstünde kritik sıcaklığın altında üçgen örgü oluştururlar. Bu vorteks örgüsü artan ortam sıcaklığına bağlı olarak bozulabilir. Lenz yasası gereğince hareket halindeki manyetik vortekslerde oluşan indüksiyon akımları, vortekslerin normal bölgelerinde dirence ve dolayısıyla kayıplara (ısınmaya) yol açar.Bu çalışmada ince film şeklinde bir süperiletken örnekte oluşan vorteks örgüsü, 2 boyuttan bir adım daha öne giderek 3 boyutlu olarak ele alınmış dolayısıyla daha gerçekçi bir inceleme yapılmıştır. 3 boyutluluk tabakalı yapı ile simüle edilmiş ve tabakalar arası etkileşmenin vorteks dinamiğine etkisi araştırılmıştır. Uygulanan farklı sıcaklıklarda, hem saf hem de kusurlu (pinli) örneklerdeki vortekslerin birbirleri ile etkileşimli hareketlerine sıcaklığın etkisi bilgisayar ortamında canlandırılmıştır. Vorteks örgüsünde sıcaklığa bağlı faz geçişleri gözlenmiştir.Çalışma sonucunda vorteks dinamiği için kritik sıcaklık tespit edilmiştir.ABSTRACT3-DIMENTIONAL VORTEX DYNAMICS WITH PANCAKE MODELIn type-II superconductors, magnetic vortices in mixed state, form a triangular lattice. At finite temperatures less than critical temperature motion of vortices creates induced electric field inside their normal regions due to Lenz’s Law, and this causes unwanted losses. In terms of Lenz’s law, the induction currents which occur in the moving magnetic vortices cause the resistive warm ups.In this work, vortex lattice which occurs in superconductor material like thin film, has deal with 3-dimentions beyond the 2-dimentions, therefore the simulations have been more realistic. On the different applied temperatures, thermal effects to vortex dynamics have been investigated both for pure and doped (pinned) samples by computational methods. Temperature-dependent phase transition of vortex dynamics had been observed.As a result of this work, critical temperature has been determined.