Search

Bridgman tekniği ile büyütülen saf, % 0.1 ve % 0.5 bor katkılı InSe tek kristallerinin morfolojik ve optik soğurma özellikleri araştırıldı. Saf, % 0.1 ve % 0.5 bor katkılı InSe tek kristallerinin morfolojik ve optik soğurma özellikleri AFM, SEM ve UV-Vis spektrofotometre teknikleri ile araştırıldı. SEM analizleri geniş yüzeyli yüksek kalitede InSe tek kristallerinin stokiyometrik eriyikten büyüdüğünü gösterdi. Optik soğurma spektrumlarının analizinden saf ve % 0.1 bor katkılı InSe tek kristallerine oranla % 0.5 bor katkılı InSe tek kristalinin eksiton pikinin genişlediği görüldü. Ayrıca, bor katkısı sonucu soğurma şiddetinin azaldığı ve soğurma kenarının daha uzun dalga boyuna doğru kaydığı görüldü. Optik soğurma ölçümlerinden, hem saf hem de bor katkılı InSe tek kristallerinin direkt yasak enerji bant aralığına sahip olduğu gözlendi. Ayrıca, saf InSe tek kristalinin yasak enerji bant aralığına oranla bor katkılı InSe tek kristallerinin yasak enerji bant aralıklarının katkı oranına bağlı olarak azaldığı görüldü., Morphological and optical absorption properties of undoped, 0.1 at% and 0.5 at% boron doped InSe single crystals grown by Bridgman technique were investigated. Morphological and optical absorption properties of undoped, 0.1 at% and 0.5 at% boron doped InSe single crystals have been investigated by AFM, SEM and UV-Vis spectrophotometer techniques. SEM analysis showed that high quality InSe single crystals with large surface area were grown from the stoichiometric melt. From the analysis of optical absorption spectra showed that the exciton peak in 0.5 at% boron doped InSe single crystal expanded by relative to the undoped and 0.1 at% boron doped InSe single crystals. In addition, it was seen that the intensity of absorption decreased and absorption edge shifted to longer wavelengths as a result of boron doping. Optical absorption measurements showed that both undoped and boron doped InSe single crystals had direct forbidden band energies. Also, energy band gaps in boron doped InSe single crystals decreased with increasing boron concentration relative to the energy band gap of undoped InSe single crystal.

Iron phosphate-based glasses (IPG) belong to a family of electronically conducting amorphous materials. A small polaron hopping conduction mechanism is observed owing to the presence of transition metal ions, e.g. iron, in more than one valence state. These materials are of great scientific interest due to their potential application as electrode materials for batteries, electronic circuit elements, electrical switching devices, etc. Here, we report on the impact of the additional glass-forming oxide on the polaronic transport in binary IPG glasses. The electrical transport properties and correlation to glass structure in B2O3–Fe2O3–P2O5 system are studied by Solid-State Impedance Spectroscopy (SSIS) in a wide frequency and temperature range.[1] Electrical transport in these glasses shows a strong dependence on the polaron number density determined by the overall Fe2O3 content and the fraction of Fe2+ ions. While the analysis of DC conductivity and its temperature dependence gives important information on the long-range transport of charge carriers in glasses, features of the frequency-dependent conductivity provide insights into the processes of their localized motions. The DC conductivity trend is found to be unimpaired to the amount of gradually added second glass-former, B2O3. However, a detailed study of the scaling properties of the conductivity spectra reveals that structural changes induced by its addition up to 17.7 mol %, notably impact frequency-dependent conductivity. In this respect, we apply two relatively simple yet very insightful scaling procedures, namely Summerfield and Sidebottom scaling. Obtained results provide new valuable information on the influence of B2O3, as a second glass-former, and resulting mixed glass network, on the formation of polarons and their dynamics.

Structural, morphological and optical properties of (Gallium Selenide) GaSe thin films grown on glass and gallium selenide single crystal substrates with Modified Chemical Bath Deposition (M-CBD) method have been investigated by using XRD, AFM and UV-Vis techniques. XRD measurements showed that GaSe thin films grown on glass and GaSe single crystal substrates were at rhombohedral and hexagonal structures, respectively. The average particle sizes of GaSe thin films grown on glass and GaSe single crystal substrates were determined form AFM images as 33.2 nm and 35.3 nm, respectively. It was observed that the particle sizes of films grown on both glass and GaSe substrate increased while the band gaps decreased with annealing. Urbach energies of GaSe thin films grown on glass substrates were found to be bigger than Urbach energies of GaSe thin films grown on GaSe single crystal substrates., Modifiye Kimyasal Banyo Depolama (M-CBD) yöntemi ile cam ve Galyum Selenit (GaSe) tek kristal alt tabanlar üzerinde büyütülen GaSe ince filmlerinin yapısal, morfolojik ve optik özellikleri XRD, AFM ve UV-Vis teknikleri ile araştırıldı. XRD ölçümleri cam ve GaSe tek kristal alt tabanlar üzerinde büyütülen GaSe ince filmlerinin sırasıyla rombohedral ve hekzagonal yapıda olduğunu gösterdi. AFM görüntülerinden cam ve GaSe tek kristal alt tabanlar üzerinde büyütülen GaSe ince filmlerinin ortalama parçacık boyutlarının sırasıyla 33.2 nm ve 35.3 nm olduğu hesaplandı. Ayrıca, cam ve GaSe tek kristal alt tabanlar üzerinde büyütülerek tavlanan GaSe ince filmlerinin ortalama parçacık boyutları tavlamayla artarken yasak enerji aralıkları ise tavlama ile azalmaktadır. Cam alt tabanlar üzerinde büyütülen GaSe ince filmlerinin Urbach enerjilerinin GaSe tek kristal alt tabanlar üzerinde büyütülen GaSe ince filmlerinin Urbach enerjilerinden daha büyük olduğu bulundu.

Bu çalışmada, kimyasal banyo depolama yöntemi ilecam alt taban üzerine büyütülmüş Kurşun Sülfür (PbS) ince filminin yapısal,optik ve elektriksel özellikleri araştırıldı. X-ışınları kırınımı (XRD)analizinden PbS ince filminin kübik yapıya sahip olduğu bulundu. Atomik KuvvetMikroskobu (AFM) ölçümlerinden PbS ince filminin parçacık boyutu 150-250 nmolduğu bulundu. Optik soğurma spektrumundan PbS ince filminin 1.52 eV’luk yasakbant arlığına sahip olduğu hesaplandı. Akım-Gerilim (I-V) karakteristiğiölçümlerinden PbS ince filminin aktivasyon enerjisi 0.06 eV olarak hesaplandı.&nbsp

Glasses based on iron phosphate exhibit electronic conductivity with a small polaron hopping mechanism. The polaron conduction in these glasses includes electron transport from Fe2+ to Fe3+ ions. Consequently, it depends not only on the overall iron oxide content but also on the fractions of iron ions in the two valence states. The fraction of ferrous/ferric ions depends on various factors such as melting conditions (temperature, time, atmosphere), types of raw materials and the presence of other substances in the batch. In this context, it is known that the hafnium and cerium tend to increase drastically the fraction of ferrous ions in iron phosphate melts. In this contribution we discuss the factors that influence DC conductivity as well as features of frequency dependent conductivity of three series of iron phosphate glasses containing HfO2 and CeO2: xHfO2–(40−x)Fe2O3 –60P2O5, 0≤x≤8 mol%, xCeO2–(40−x)Fe2O3–60P2O5, 0≤x≤8 mol%, and xHfO2–(38−x)Fe2O3–2B2O3–60P2O5, 2≤x≤6 mol%. The electrical properties were measured by impedance spectroscopy and fraction of ferrous ions was determined by Mössbauer spectroscopy. While the overall Fe2O3 content varies only slightly within each series (up to 8 mol%), it was found that the fraction of ferrous ions changes from 23% to 58%. The results revealed that DC conductivity of glasses increases linearly with the number density of polarons determined by the Fe2O3 content and the fraction of iron ions in Fe2+ or Fe3+ states. A detailed consideration of the scaling features of frequency-dependent conductivity and permittivity in these systems showed that the Sidebottom scaling procedure yields a super-master curve, implying that while the time–temperature superposition principle is fulfilled, polaronic hopping lengths also change with changing number density of polarons. Further, the spatial extent of local excursions of the polaron calculated from the scaled permittivity spectra is much closer in value to the polaronic radius calculated as per the equation proposed by Bogomolov & Mirilin than to the mean separation between iron ions. Interestingly, the spatial extent for localized polaronic hopping shows a tendency to decrease with increasing charge carrier number density, while no such tendency is observed for the polaron radius calculated from the glass composition and density.

Bu çalışmada, Kars ilinde kullanılan bazı yapı malzemelerinin radyoaktivite seviyeleri ve bu malzemelerinin kullanılmasından kaynaklanabilecek radyolojik riskler belirlendi. Kars'ın değişik bölgelerinden 10 farklı yapı malzemesini (kireçtaşı, kil, tras, alçıtaşı, demir cevheri ve dört farklı çimento numunesi) temsil eden toplam 60 numune toplanmıştır. Bu numunelerdeki 226Ra, 232Th ve 40K radyoizotoplarının radyoaktivite konsantrasyonları HPGe gama ışını spektrometre sistemi ile ölçüldü. 226Ra, 232Th ve 40K radyoizotoplarının ortalama radyoaktivite konsantrasyonları sırasıyla 22,87 Bq kg-1, 19,49 Bq kg-1, 265,29 Bq kg-1 ve 1,7 Bq kg-1 olarak bulundu. Elde edilen değerler kullanılarak yapı malzemeleri için radyolojik tehlike indisleri (radyum eşdeğer aktivitesi, yapı içi soğurulmuş doz hızı, yapı içi etkin doz hızı, I indisi ve I indisi) hesaplandı. Bu sonuçlar Türkiye’de ve dünyadaki çeşitli ülkelerde benzer malzemeler için bildirilen sonuçlarla kıyaslandı. Bu araştırmanın sonucunda incelenen yapı malzemelerinin radyolojik bir risk oluşturmadığı ve binaların inşasında güvenle kullanılabileceği görülmüştür.

PbS/CdS bilayer thin films have been grown on glass,GaSe, and InSe substrates by chemical bath deposition. Structural,morphological, optical and electrical properties have been studied by X-raydiffraction (XRD), Atomic Force Microscopy (AFM), optical absorption and I-Vmeasurements. The PbS/CdS layers have been found to grow with cubic andhexagonal structure and showed preferred orientation in (200) and (002) planes,respectively. The particle sizes andenergy bang gaps of PbS/CdS films have been shown to be substrate dependent.Particle sizes of PbS/CdS films grown on glass, GaSe and InSe substratesdetermined from AFM images were in the 81-301 nm range while direct band gapenergies calculated from optic absorption spectra were in the 1.22-1.98 eVrange.The PbS/CdS bilayers have been shown to be photosensitive through I-Vmeasurements.

Günümüzde, InGaAs foto-dedektör temelli cihazlar birçok alanda (tahribatsız muayene testleri, tıp, bilim, gıda sektörü v.b.) kullanılmaktadır. Ancak, bu dedektörlerin çevresel ortam koşullarından olumsuz etkilenmesi önemli bir problemdir. Bu problem, ortam şartlarının değişmesi ile dedektör tarafından üretilen sinyalin kayması olarak tanımlanabilir. Bu sinyal değişimlerinin anlaşılması ve control altına alınması, InGaAs foto-dedektör tabanlı çalışan birçok cihaz ve system üzerindeki çevresel faktörlerin etkisini minimize edecektir. Bu motivasyonla ortam koşullarının InGaAs fotodetektör tabanlı iki radyasyon termometresi (RT) performansı üzerindeki etkisi araştırıldı. RT'lerin çıkış sinyalinin ortam sıcaklığından etkilendiği gözlenmiştir. Ancak, bu etki kullanılan foto detektörün spectral kuantum verimliliğinin konvolüsyona (evrişimine) ve kullanılan girişim filtresinin bağıl spectral geçirgenliğine bağlıdır. Çevresel koşulların RT'lerin hedef sıcaklık okumaları üzerindeki etkisi deneysel olarak incelenmiş ve kapsamlı bir şekilde karakterize edilmiştir. Ortam sıcaklığı etkisini en aza indirmek için iki farklı kompanzasyon, yaklaşımı (donanım yaklaşımı ve yazılım yaklaşımı) kullanılmıştır. Bu kompanzasyon yaklaşımlarının uygulanması, okuma sinyalinin kararlılığının her iki RT için en az 10 katarttığını göstermiştir. Ölçümler üç farklı ışık kaynağı (Zn sabit-nokta siyah cisim kaynağı, IR LED küre ve monokromatör) kullanılarak gerçekleştirildi. Monokromatör kullanılarak yapılan spectral ölçümler iki aşamalı gerçekleştirilmiştir. İlk aşama, InGaAs foto-detektör sıcaklık control devresi kapalıyken, ikinci devre açıkken gerçekleştirildi ve bu ölçümler karşılaştırıldı. Başka bir çevresel faktör olan nem faktörünün InGaAs dedektörü üzerindeki etkisini araştırmak için, ölçümler IR LED dizisiden bir küre ışık kaynağı ile yapılmıştır. Bu tezde, elekromanyetik spektrumun NIR bölgesinde çalışan InGaAs fotodedektörlerin sıcaklık ve bağıl nem bağımlılıkları, +10 °C ile +40 °C hava sıcaklık aralığındaki sabit bağıl nem değeri ile 30 % rh ve 80 % rh bağıl nem değerleri aralığındaki sabit sıcaklık değerinde (24 °C ± 0.2 °C) ölçülmüştür.Anahtar Kelimeler: InGaAs dedektörler, ortam koşulları etkisi, spectral duyarlılık. Today, InGaAs photo-detector based devices are used in many fields (e.g., non-destructive testing, medicine, science, food sector, etc.). However, it is an important problem that the detector's performances are adversely affected by environmental conditions. This problem can be defined as the shift of the signal produced by the detector as the ambient conditions change. Understanding and controlling these signal changes will minimize the impact of environmental factors on many InGaAs photo-detector based devices and systems. With this motivation, investigated the impact of ambient conditions on the performance of two radiation thermometers (RTs) based on InGaAs photodetectors. It was observed that the output signal of the RTs is influenced by the ambient temperature. However, this impact is depended on the convolution of the spectral quantum efficiency of the used photodetector and the relative spectral transmittance of the used interference filter. The impact of the ambient conditions on the target temperature readings of the RTs was experimentally studied and comprehensively characterized. Two different compensation approaches (namely, hardware approach and software approach) were used for minimizing the ambient temperature impact. The implementation of these compensation approaches is demonstrated that the stability of the read-out signal increases at least 10 times for both RTs. In order to measure the ambient temperature effect, measurements were made by using three different light sources( Zn fixed-point black body source, IR LED sphere and a monochromator). Spectral measurements using monochromator were performed in two steps. The first stage was carried out while the InGaAs photo-detector temperature controller circuit was closed, while the second circuit was open, and these measurements were compared. In order to investigate the effect of moisture factor, which is another environmental factor, on the InGaAs detector, measurements were made with an IR LED array sphere light source. In this thesis, temperature and relative humidity dependence of InGaAs photodetectors operating in near infrared (NIR) region of the electromagnetic spectrum were measured at constant relative humidity at air temperatures values from +10 °C to +40 ° C and at constant air temperature (24 °C ± 0.2 °C) at humidity range from 30 %rh to 80 %rh. Key Words: InGaAs detectors, Ambient conditions effect, spectral responsivity. 102

Bu tez çalışmasıyla, ticaretin, iletişimin, bilimin, sanayinin, ekonominin, teknolojinin, dolayısıyla gündelik hayatımızın vazgeçilmez bir parçası haline gelmiş olan enerji konusunda %60 dışa bağımlı olan ülkemizin mevcut potansiyellerini değerlendirerek ve teknik veriler kullanılarak istatistiksel analiz yöntemleriyle özellikle yenilenebilir enerji alanında ülkemizde yapılacak çalışmalara ışık tutulması amaçlanmaktadır. Bu noktada dışa bağımlılığın ortadan kaldırılması için ülkemizin yerli enerji kaynaklarına yönelmesi kaçınılmazdır. Bu çalışmada rüzgar ve güneş enerji sistemleri hem kendi aralarında hem de diğer elektrik enerjisi üretme sistemleriyle kıyaslanarak mevcut teknolojiler ve ülke verileri kapsamında fizibıl kaynaklar istatistiksel olarak incelenmiştir. Bu incelemenin sonucunda her iki sistemin de ülke için verimli olduğu görülmüştür. Ancak, yapılan Retscreen analizlerinden, rüzgardan elde edilen enerjinin güneş enerjisi sistemlerine göre, ülkenin elektrik enerjisi ihtiyacı ve kapasitesi dikkate alındığında daha iyi karşıladığı anlaşılmıştır. Energy is in the core of our everyday lives ranging from industry, technology, communication to science and as a country, we import 60 % of our energy needs from abroad. The main goal of this thesis is to shed light and provide useful statistical data for investments to be made especially in the renewable energy area by evaluating the existing potentials of Turkey and using the available technical data. In order to limit this foreign-source dependency, it is inevitable for our country to turn to domestic energy sources, especially the renewable energy sources. In this study, the wind and solar energy systems are compared with each other and with other electric energy generation systems, and feasibility of these energy systems are analyzed statistically using the available data and technologies. The statistical analysis conducted with Retscreen program indicated that both wind and solar energy systems are feasible for our country. However, according to the Retscreen analysis, wind energy seems to be a more efficient renewable energy source than the solar energy in meeting the growing energy needs of Turkey considering the wind and solar energy capacities. 98

Bu tezde kapsamlı jet tesir kesiti ölçümü sunuldu. 2011 yılı boyunca, Büyük Hadron Çarpıştırıcısında yaklaşık toplam 5.0 fb−1 ışıklılığa karşılık gelen 7 TeV enerjili proton- proton çarpışmalarından gelen veriler, CMS dedektörü tarafından toplandı. R=0.7 koni yarıçapına sahip parçacık akısı jetleri, anti-kT algoritması kullanılarak rapiditi 2.5 ve momentum 2000 GeV' ye kadar yeniden yapılandırıldı. Ölçülen tesir kesitleri üzerindeki dedektör etkisi düzeltilerek, non-perturbative faktör ile düzeltilen beş farklı parton dağılım fonksiyonu seti kullanılarak next-to-leading order seviyesinde perturbative QCD öngörüleri ile karşılaştırıldı. Ölçülen kapsamlı jet tesir kesitlerinin teorik öngörülerle uyum içinde oldukları gösterildi. Ayrıca 2011 yılında 0.7 koni yarıçapı ile ölçülen tesir kesiti, 2010 yılında toplanmış ve koni yarıçapı 0.5 olan ölçümler ile karşılaştırıldı. Farklı jet yarıçaplarına ve farklı jet enerji skalası belirsizliklerine sahip olmalarına rağmen, her iki spektrumun birbirleri ile uyum içinde oldukları bulundu. In this thesis, measurement of inclusive jet cross section is presented. Data from LHC proton-proton collisions at 7 TeV, corresponding to approximately 5.0 fb-1 of integrated luminosity, have been collected by the CMS detector. Particle Flow jets with cone radius parameter R = 0.7 are reconstructed up to rapidity bin 2.5 and transverse momentum 2000 GeV using the anti-kT clustering algorithm. The measured cross sections are corrected for detector effects and compared to perturbative QCD predictions at next-to-leading order, using five sets of parton distribution functions corrected by non-perturbative effects. Measured inclusive jet cross sections and theoretical predictions are showen to be in a good agreement. We also measured the cross sections with cone size 0.7 in 2011 and compared the data with the cross sections data with cone size 0.5 collected in 2010. We found that the spectra are in good agreement despite the differences in their radii and jet energy scale uncertainties. 121

Bu tez çalışmasında, saf ve farklı oranlarda bor katkılanmış İndiyum Selenit (InSe) tek kristalleri Bridgman yöntemi ile büyütüldü ve elde edilen kristallerin morfolojik, yapısal, optik, elektriksel ve fotolüminesans özellikleri araştırıldı. Saf ve bor katkılı InSe tek kristallerinin morfolojik ve yapısal özellikleri sırasıyla, Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve X-ışını kırınımı (XRD) yöntemiyle gerçekleştirildi. SEM analizleri geniş yüzeyli yüksek kalitede InSe tek kristallerinin stokiyometrik eriyikten büyüdüğünü gösterdi. XRD spektrumlarının analizlerinden saf ve bor katkılı InSe tek kristallerinin (004) düzleminden c ekseni boyunca tercihli yönelim gösteren hekzagonal yapıya sahip oldukları bulundu. Saf ve bor katkılı InSe tek kristallerinin Raman spektrumlarında 50-450 cm-1 dalga sayısı aralığında beş temel fonon piki gözlemlendi. Gözlenen bu piklerden 400-450 cm-1 dalga sayısı aralığındaki iki temel fonon piki InSe tek kristali için karakteristiktir. Saf ve bor katkılı InSe tek kristallerinin I-V karakteristikleri sıcaklığın bir fonksiyonu olarak araştırıldı ve katkı oranına bağlı olarak aktivasyon enerjilerinin azaldığı bulundu. Optik soğurma spektrumlarının analizinden saf InSe tek kristaline oranla katkılı tek kristallerde eksiton pikinin katkı oranına bağlı olarak genişlediği görüldü. Ayrıca, bor katkısı sonucu soğurma şiddetinin azaldığı ve soğurma kenarının daha uzun dalga boyuna doğru kaydığı görüldü. Optik soğurma ölçümlerinden, hem saf hem de bor katkılı InSe tek kristallerinin direk bant aralığına sahip olduğu gözlendi. Saf InSe tek kristaline nispeten bor katkılı InSe tek kristallerinin yasak enerji aralıklarının katkı oranına bağlı olarak azaldığı, Urbach enerjilerinin ise arttığı görüldü. Saf ve bor katkılı InSe tek kristallerin fotolüminesans ölçümleri 12-100 K sıcaklık aralığında gerçekleştirildi. Fotolüminesans ölçümleri sonucunda bütün tek kristallerde A, B, C ve D olarak adlandırdığımız dört emisyon bandı gözlendi. Bu bantlar sırasıyla direk serbest eksitonların (n = 1) ışımalı birleşmesi, safsızlık-band geçişleri (birleşmesi), donor-akseptör geçişi (D-A) ve yapısal kusurlardan kaynaklanan (safsızlık atomları, kusurlar, kusur kompleksleri, safsızlık-kusur kompleksi v.b) bantlardan oluşmaktadır. Bor katkılı InSe tek kristallerinde katkı oranına bağlı olarak serbest eksitonlardan kaynaklanan emisyon bandının şiddetinin azaldığı ve sönüme uğradığı görüldü. Ayrıca, eksiton-fonon etkileşmesinde belirleyici olan fononların enerjisi InSe tek kristali için hϑ_p= 10.830 meV, InSe tek kristali için hϑ_p= 8.860 meV ve InSe tek kristali çin ise hϑ_p= 4.170 meV olarak hesaplandı. Fotolüminesans spektrumlarından saf ve bor katkılı InSe tek kristallerinin direk yasak bant aralıkları hesaplandı ve elde edilen sonuçların optik soğurmadan elde edilen sonuçlarla uyumlu olduğu görüldü. In this thesis, undoped and boron doped indium selenide (InSe) single crystals have been grown by Bridgman method and morphologic, structural, optic, electrical and photoluminescence properties of crystals obtained have been investigated. Morphologic, and structural properties of undoped and boron doped InSe single crystals have been investigated by Atomic Force Microscopy (AFM), Scanning Electrom Microscope (SEM) and X-ray diffraction (XRD), respectively. SEM analysis showed that high quality InSe single crystals with large surface area were grown from the stoichiometric melt. It was found from the analysis of the XRD spectra that the crystal structures of undoped and boron doped InSe single crystals were hexagonal with a preferred orientation of (004) plane along the c-axis. Five fundamental phonon bands were observed in the Raman spectra of undoped and boron doped InSe single crystals between 50 cm-1 and 450 cm-1 wavenumber. Two of these phonon bands observed between 400-450 cm-1 wavenumber range are characteristic for InSe single crystals. The I-V characteristics of undoped and boron doped InSe single crystals were studied as a function of temperature and it was found that the activation energy decreased with doping concentration. Analysis of optic absorption spectra showed that the exciton peak in boron doped single crystals quenched with doping concentration relative to the undoped InSe single crystal. In addition, it was seen that the intensity of absorption decreased and absorption edge shifted to longer wavelengths as a result of boron doping. Optic absorption measurements showed that both undoped and boron doped InSe single crystals had direct band gaps and band gaps in boron doped InSe single crystals decreased with increasing boron concentration relative to the band gap of undoped InSe single crystals. Urbach energies were found to increase with doping concentration. The photoluminescence measurements of undoped and boron doped InSe single crystals were conducted between 12-100 K. Four basic emission bands were observed in the photoluminescence spectra of all crystals which were labeled as A, B, C and D. These bands were associated with; the radiative recombination of direct free excitons (n=1), impurity-band transitions, donor-acceptor transitions (D-A) and the structural defect related bands (impurity atoms, defect complexes, impurty-defect complexes etc.), respectively. The intensity of emission band assigned to the free excitons decreased and quenched with increasing boron content. The energies of phonons taking part in the exciton-phonon interaction were calculated to be: hϑ_p= 10.830 meV for undoped InSe, hϑ_p= 8.860 meV for InSe,hϑ_p= 4.170 meV InSe single crystals. The direct band gaps of undoped and boron doped InSe single crystals were determined from the photoluminescence spectra and it was seen that the results were in accordance with the values obtained from the absorption measurements. 196

Yüksek kimyasal dayanıklılık, düşük erime sıcaklığı ve yüksek atık içerebilme kapasitesi gibi özelliklerinden dolayı demir fosfat camları bazı nükleer atıkların camlaştırılmasında yoğun olarak incelenmektedir. Bu çalışmada, demir borofosfat camlarının Pu içeren radyoaktif atıkları için uygun ev sahibi yapılar olup olmayacakları araştırıldı. Plütonyum ile doğrudan çalışmak zor olduğundan ona iyonik yarıçap ve valans değeri bakımından benzerlik gösteren Hf elementi kullanılarak araştırmalar gerçekleştirildi. İki seri halinde bileşimler hazırlanarak HfO2 eklenmesinin demir borofosfat camlarının yapısı ve özellikleri üzerindeki etkileri incelendi. Birinci seride Hf ve B sadece demirin yerine eklenirken [xHfO2-yB2O3-((40-(x+y))Fe2O3-60P2O5, x=0,2,4,6,8; y=0,2,4,6,8] ikinci seride ise hem demir hem de fosforun yerine eklendi [xHfO2-yB2O3-(100-(x+y))[40Fe2O3-60P2O5] x=2,4,6; y=2,4,6]. Camlar alümina krözelerde, hava ortamında 1200-1300 ºC sıcaklık aralığında eritilerek çelik kaplara dökülerek hazırlandı. Elde edilen örneklerin yapıları X-ışını kırınımı (XRD), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Diferansiyel Termal Analiz (DTA) ve Infrared Spektroskopisi (IR) ölçümleri ile incelendi. Bileşimdeki HfO2 miktarı %2 mol un üzerinde olduğunda her iki seride de HfP2O7 kristal fazının olduğu ve bu fazın gözlenmesinin örneklerin eritme sıcaklığından bağımsız olduğu XRD spektrumlarının analizlerinden görüldü. SEM görüntülerinin ve EDAX spektrumlarının analizleri XRD sonuçları ile uyumlu olarak bu fazın varlığını teyit etti. DTA spektrumları endotermik cam geçiş sıcaklığının yanında kristal fazlara karşılık gelen ekzotermik piklerden oluştu. Cam geçiş sıcaklıklarının 505-522 ºC aralığında oldukları belirlendi. Örneklerin kimyasal dayanıklılık testleri 90 ºC de distile sudaki çözünürlük oranlarına bakılarak gerçekleştirildi ve borofosfat camlarına HfO2 eklenmesinin kimyasal dayanıklılığı olumsuz etkilemediği ve ayrıca HfP2O7 fazı içeren ve içermeyen örneklerin çözünürlük oranlarının birbirlerine yakın oldukları (10-9-10-10 g/cm2.dak) bulundu. HfO2 nin camın yapısına eklenmesi sonucu yapıda bir takım değişikliklerin olduğu IR spektrumlarının analizlerinden görülmektedir. Anahtar Kelimeler: Radyoaktif atık, demir fosfat camları, camlaştırma Hf, Pu, XRD, IR, DTA. Iron phosphate glasses have been intensively studied as potential host matrix for the vitrification of certain nuclear wastes due to their properties such as high chemical durability, low melting temperature and high waste loading capacity. In this thesis, we have investigated the suitability of iron borophosphate glasses for the vitrification of Pu containing wastes. Since it is difficult to work directly with plutonium, we have used Hf as a surrogate for Pu4+ because of their similarities in valence and ionic radii. The effect of HfO2 addition on the structure and properties of iron borophsophate glasses have been studied by preparing two series of glasses. In the first series, Hf and B is added for only iron in the composition [xHfO2-yB2O3-((40-(x+y))Fe2O3-60P2O5, x=0,2,4,6,8; y=0,2,4,6,8] while in the second series they are added for both iron and phosphor [xHfO2-yB2O3-(100-(x+y))[40Fe2O3-60P2O5] x=2,4,6; y=2,4,6]. Glasses were prepared by melting homogeneous mixtures of reagent grade chemicals in alumina crucibles at 1200-1300 ºC in air and casting them into stainless steel bars. The structures of samples obtained were studied by XRD, SEM, DTA and IR. Form the analysis of XRD spectra, it was found that when the HfO2 content was above 2 mol%, the HfP2O7 crystalline phase was formed in the glass matrix in both series. The existence of this crystalline phase was independent of the melting temperature. The SEM and EDAX data were consistent with the XRD data and confirmed the existence of this crystalline phase. DTA spectra consisted of an endothermic peak corresponding to glass transition and an exothermic peak corresponding to crystallization. The glass transition temperatures were determined to be in the 505-522 ºC range. The chemical durabilities of the samples were determined from the dissolution rates in distilled water at 90 ºC and it was found that the addition of HfO2 in to iron borophosphate glasses did not degrade the chemical durability and chemical durability was independent of the existence of HfP2O7 phase as the dissolution rates of samples with and without this phase were very similar (10-9-10-10 g/cm2.min). It is seen from the analysis of IR spectra that addition of HfO2 into iron borophosphate glasses causes some structural modifications. Key words: Radioactive waste, iron phosphate glasses, vitrification, Hf, Pu, XRD, IR, DTA. 67

Yarı iletken malzemelerin teknolojideki önemi artarak devam etmektedir. Geniş kullanım alanına sahip Kadmiyum Sülfür (CdS) II?VI grubuna ait yarı iletken malzemelerden biridir. Yarı iletken malzemeler farklı yöntemler ile hem tek kristal hem de ince film olarak elde edilebilmektedir. Cam, GaSeKristal, InSeKristal, GaSeKristal + PbS, InSeKristal + PbS ve Cam + PbS alt tabanlar üzerinde büyütülen CdS ince filmlerinin yapısal, morfolojik, optik ve fotoelektrik özellikleri incelendi. CdS ince filmlerinin yapısal karakterizasyonu X-ışını kırınım (XRD) ile belirlendi. XRD spektrumlarından CdS ince filmlerinin hexagonal fazda kristalleştiği görüldü. GaSeKristal, InSeKristal alt tabanların XRD spektrumları ile bu alt tabanlar üzerinde CdS ince filmi büyütüldükten sonraki XRD spektrumları karşılaştırıldığında, GaSeKristal, InSeKristal alt tabanlara ait pik şiddetlerinde değişmeler ve kaymalar olduğu belirlendi. CdS ince filmlerinin AFM görüntülerinden ortalama parçacık boyutları hesaplandı. Cam alt taban üzerinde büyütülen CdS ince filmlerinin yasak enerji aralığı 2.32 eV olarak hesaplanırken, cam alt taban üzerinde büyütülen PbS ince filminin yasak enerji aralığı 1.57 eV olarak belirlendi. Cam alt taban üzerinde büyütülen PbS ince filmi üzerinde CdS ince filmi büyütüldüğünde ise yasak enerji aralığının 1,47 eV? a düştüğü görüldü. GaSeKristal, InSeKristal alt tabanlar üzerinde CdS ince filmlerinin büyütülmesi sonucu soğurma spektrumlarında ve yasak enerji aralıklarında değişme olmadığı gözlendi. Farklı alt tabanlar üzerinde büyütülen CdS ince filmlerinin I-V karakteristikleri belirlendi ve CdS ince filmlerinin ışığa oldukça duyarlı olduğu gözlemlendi.Anahtar Kelimeler: CdS, CBD, GaSe, InSe, PbS, XRD, AFM The importace of semiconductor materials in technology is increasingly continue. Cadmium Sulfur (CdS) is a member of the II- VI semiconductor family and it has a wide application area. Semiconductor materials can be obtaind both of single crystal form and thin film form by differend methods.In this study, CdS thin films have been grown on glass, GaSecrystal, InSecrystal, GaSecrystal + PbS, InSecrystal + PbS, glass + PbS substrates by the Chemical Bath Deposition (CBD) method and their structural, morphological, optical, electrical and photoelectrical properties were investigated. The structral characterization of film were made by X- ray diffraction (XRD). From the (XRD) spectra, it was observed that CdS thin film grow on crystalline form with hexagonal structure. When the XRD spectra of GaSe and InSe single crystal were compared with the XRD spectra of GaSecrystal +CdS and InSecrystal + CdS, it was found that there were some change in the position and intensity of XRD peaks of crystalline substrates. Particle sizes of CdS thin films were determined from the analysis of AFM images. The band gaps of CdS and PbS thin films grown on glass substrates were calculated to be 2.32 and 1.57 eV, respectively. The band gap of CdS film grown on glass + PbS substrate was found to decrease to 1.47 eV. No detectable variations were observed in the band gaps of CdS films grown on GaSecrystal and InSecrystal substrates. I- V characteristic of CdS thin films were found to be photosensitive.Key Words : CdS, CBD, GaSe, InSe, PbS, XRD, AFM 64

Bu çalışmada GaSe ince filmleri, Modifiye Kimyasal Banyo Depolama Yöntemi(M-CBD) kullanılarak farklı alt tabanlar üzerinde elde edildi. GaSe, III-VI tabakalı yarıiletken ailesine ait olup geniş yasak enerji aralığından dolayı optoelektronikte ve fotovoltaik aygıt üretiminde oldukça önemlidir.M-CBD yarıiletken filmlerin her bir elementinin iyonlarını içeren çözeltiler içerisine, belli bir sıra ile taban malzeme daldırılarak, taban üzerine depolanmasıdır. Bu çalışmada GaSe ince filmleri, 60 daldırma döngüsü kullanılarak 75mm x 26mm x 2mm boyutlu cam alt taban ve GaSe tek kristal üzerinde elde edildi. Cam üzerinde büyütülen ince filmlerin kalınlığı yaklaşık 180 nm olarak bulundu. Cam ve GaSe tek kristal tabanlar üzerinde büyütülen filmler 35°C' de 1 saat tavlandı. Tavlanmış ve tavlanmamış filmlerin yapısal ve yüzey morfolojik özellikleri, XRD ve AFM yöntemi ile çalışıldı. XRD spektrumundan filmlerin kristal yapıda büyüdükleri gözlendi. Tavlama sonucunda parçacık boyutunun arttığı görüldü. Filmlerin elektriksel özellikleri I-V karakteristikleri elde edilerek çalışıldı. Normal ortam, karanlık ortam ve aydınlık ortamlarda yapılan elektrik ölçümlerinde, tavlanmış filmlerin elektriksel iletkenliğinin tavlanmamış filmlere göre biraz arttığı görüldü. Filmlerin optik özellikleri UV-VIS spektrometre ile çalışıldı. Soğurma spektrumundan cam taban ve GaSe tek kristal üzerine büyütülen GaSe ince filmlerinin optik bant aralığı sırasıyla 2,01 eV ve 1,96 eV olarak bulundu.Anahtar Kelimeler: GaSe, M-CBD, İnce film In this study, GaSe thin films were grown on different substrate by the Modified Chemical Both Deposition (M-CBD) method. Being a member of the III-VI layered semiconductor family, GaSe is an important material in optoelectronics and photovoltaic devices due to its relatively large band gap. The M-CBD method is the deposition of films on appropriate substrates by dipping the substrates into the solutions that contain the respective ions in a sequence.In this thesis, GaSe thin films were grown on GaSe single crystal substrates and on glass substrates of 75mm x 26mm x 2mm dimension with a 60 dipping cycles. The thickness of the film grown on glass substrates were determined to be around 180 nm. GaSe films grown on both substrates were annealed at 35 C for 1h. The structural and morphological properties of as grown and annealed films were studied by XRD and AFM. From the XRD spectra, it was observed that GaSe films grew as crystalline form. The particle size was found to increase in annealed samples. The electrical properties of films were studied by obtaining the I-V characteristics. Measurements conducted in normal, dark and illuminated environments showed that the conduction of annealed samples was slightly higher than that of as grown films. The optical properties of GaSe thin films were studied by UV-VIS spectrometer. From the optic absorption spectra, the band gaps of GaSe thin films grown on glass substrate and GaSe crystalline substrate were 2,01 eV and 1,96 eV, respectively.Key Words: GaSe, M-CBD, Thin film 50

III-VI tabakalı yarıiletken ailesine mensup olan GaS yarıiletken kristali p-tipi iletken olup sahip olduğu yasak enerji aralığı ve lineer olmayan optik özelliklerinden dolayı optoelektronikte ve IR uygulamalarında oldukça önemlidir. Bu çalışmada GaS ince filmleri Kimyasal Banyo Depolama (CBD) yöntemi kullanılarak cam alt taban üzerinde elde edildi. Temel olarak bir kimyasal çözeltiden depolama tekniği olan CBD ile yarıiletken ince filmlerin her bir elementinin iyonlarını içeren çözeltiler içine, taban malzeme daldırılılır ve taban üzerine film depolanır. İnce film büyütme metodları arasında düşük maliyet, kısa zaman ve diğer metotlara göre filmlerin büyütülmesinin daha kolay olması gibi özelliklerinden dolayı CBD yöntemi tercih edilen bir yöntemdir.GaS ince filmleri, 75mm 10mm 2mm boyutlu cam alt tabanların hazırlanan çözeltilere daldırılmaları sonucu elde edildi. Büyütme işlemi oda sıcaklığında gerçekleştirildi ve daldırma işlemi üç kez art arda tekrarlandı. Her bir daldırma süresi 1 saat olarak belirlendi. Cam alt taban üzerinde büyütülen GaS ince filmi sarı renkteydi ve kalınlığı 0,2 olarak bulundu. Filmlerin yüzey morfolojik ve elektriksel özellikleri sırasıyla Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Atomik Kuvvet Mikroskobu (AFM) ve iki nokta prob yöntemi kullanılarak araştırıldı. GaS ince filminin SEM görüntüsünden, filmin GaS nano-parçacıklarından oluşan adacıklardan meydana geldiği gözlemlendi. İnce filmlerin yapısal karakterizasyonu X-ışını kırınım (XRD) ile gerçekleştirildi. XRD analizinden, GaS ince filminin kristal yapıda büyüdüğü görüldü. GaS ince filminin iletkenliğinin p-tipi olduğu bulundu. GaS ince filmlerinin optik soğurma spektrumundan yasak bant aralığı 2,53 eV olarak bulundu. Soğurma spektrumunun uzun dalga boyu kuyruğunun Urbach-Mathiensen kuralına göre gelen foton enerjisi ile üstel degiştiği bulundu. Urbach enerjisi 1.93 eV olarak hesaplandı.Anahtar Kelimeler: GaS, CBD, İnce film GaS crystal belongs to III-VI layered semiconductor family and due to its p-type conductivity, band gap and non-linear properties it is important in optoelectronics and IR applications. In this study, GaS thin films were obtained on glass substrates by using Chemical Bath Deposition (CBD) method. CBD is a deposition technique from a chemical solution and semiconducting thin films are deposited on substrates by inserting the substrates into the solutions containing the ions of each element. Due to its superior properties like low cost, relatively shorter deposition times, relatively easy growth of films compared to other techniques, CBD is one of the most preferred film deposition methods.GaS thin films were grown on by inserting the glass substrates of 75mm 10mm 2mm dimensions into the solutions prepared. Film growth process were conducted at room temperature and insertion was repeated three consecutive times. The insertion times were determined as 1 h. The GaS films grown on glass substrate had yellow color and the thickness of GaS thin film is found to be 0,2 . Surface morphological and electrical properties of the thin films were investigated by scanning electron microscopy (SEM), Atomic Force Microscopy (AFM) and two point probe method, respectively. From the SEM images of GaS thin film, it is observed that the thin films are composed of islands consisting of GaS nanoparticles. The structural characterization of the thin films was done by X-ray diffraction (XRD). From the XRD analysis, GaS thin film was shown to grow in crystalline form. GaS thin film exhibited p-type electrical conductivity. The band gap of GaS films was found to be 2.53 eV from the optic absorption spectrum. The long wavelength tail of absorption spectrum was found to vary exponentially with incident photon energy according to the Urbach-Martiensen rule. The Urbach energy was calculeted to be 1.93 eV.Key Words: GaS, CBD, Thin film 69

Geleneksel fosfat camlarının aksine demir fosfat camları yüksek kimyasal dayanıklılığa, yüksek atık içerebilme kapasitesine ve göreli olarak daha düşük erime sıcaklığına sahiptirler. Bu özelliklerinden dolayı bu camlar yüksek seviyeli bazı atıkların camlaştırılması için potansiyel yapılar olarak düşünülmektedir. Bu çalışmada, bor katkısının demir fosfat camları üzerindeki etkileri araştırıldı. Bunun için sisteminin cam oluşturma karakteristikleri, elde edilen camların yapı ve özellikleri çalışıldı. Başlangıç bileşimleri ve ( x = 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14,16, 18,20 ) olan numuneler saf kimyasallar ve alumina krözeler kullanılarak eritildi. Özellikle yüksek oranda bor içeren numunelerin yüzeylerinde düşük oranda yüzey kristallenmesi olsa da bütün bileşimlerin cam oluşturduğu görüldü. Elde edilen numunelerin amorf yapıları XRD ölçümleriyle kontrol edildi. Seçilen numunelerin kimyasal bileşimleri ICP yöntemiyle belirlendi ve camların bileşimlerinin başlangıç bileşimlerine yakın olduğu görüldü. Cam geçiş sıcaklıkları, , DTA ölçümlerinden belirlendi. Endotermik piklerin yanında hemen bütün DTA spektrumları kristal fazlara karşılık gelen iki ekzotermik pik gözlendi. İlk serideki camlarda cam geçiş sıcaklığının camdaki miktarıyla arttığı görüldü. Bu sonuç camlara eklenmesiyle camın termal kararlılığının arttığını göstermektedir. Bulk numunelerin kimyasal dayanıklıkları 90 'deki distile suda 15 günde meydana gelen kütle kayıplarından belirlendi. Çözünme oranlarının mertebesinde olduğu bulundu. eklenmesinin cam yapısında değişiklikler oluşturduğu IR spektrumundan gözlendi. Mössbauer spektrumlarından demirin camın yapısında hem Fe [II] hem de Fe [III] iyonları olarak bulunduğu gözlendi.Anahtar Kelimeler: Amorf yapı, XRD, DTA, ICP, IR, demir fosfat camı. Unlike the conventional phosphate glasses, iron phosphate glasses have unusually high chemical durability, high nuclear waste loading capability, and relatively low melting temparature. Because of these properties these glasses are considered as a potential host matrix for the vitrification of certain high-level nuclear wastes. In this study, the effect of boron doping on the properties of iron phosphate glasses has been investigated. To achieve this, glass forming characteristics, properties and structure of glasses in system have been studied. Glasses with nominal compositions of and (x = 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20) have been prepared by melting reagent grade chemicals in high purity alumina crucibles. Although there was same surface crytallization on especially some of the high boron containing glasses, all of the compositions formed glass. The amorphous states of the resulting samples were verified by XRD. Compositions of some of the selected samples were checked by ICP and the compositions of the glasses were found to be close to the nominal batch compositions. The glass transition temperatures, , were determined from DTA measurements. Besides the endothermic peaks, almost all of the DTA spectra contained two exothermic peaks corresponding crystalline phases. Powder of each sample was heat treated at the respective crystallization temperatures determined from the DTA spectra and the crystalline phases were identified. increased with increasing content for the glasses in the first series which indicate that the addition of increases the thermal stability of glasses. The chemical durability of bulk glasses was evaluated from the weight loss of samples immersed in distilled water at 90 for 15 days. The dissolution rates normalized to the glass surface area and corrosion times was calculated from the weight loss and were found to be around . The IR spectra showed that the addition caused some changes in glass structur. Mössbauer spectra show that iron exists as Fe [II] and Fe [III] ions in glass.Key Words: Amorphous states, XRD, DTA, ICP, IR, iron phosphate glasses. 64

Bu çalışmada, Kars ilinde kullanılan bazı yapı malzemelerindeki radyoaktivite düzeyleri belirlenmeye çalışıldı. Bunun için Kars merkez ilçeye bağlı Bozkale, Karacaören, Dikme, Alçılı, Kağızman ilçesi Kötek köylerinden alınan Kalker (Karacaören Köyü), Kil ( Bozkale Köyü), Tras (Dikme Köyü), Alçı Taşı ( Alçılı Köyü), Demir Cevheri (Kötek Köyü), piyasadan alınan kireç ve dört farklı çimento örnekleri kullanılmıştır.Araştırma kapsamında bu örneklerdeki 226Ra, 232Th, 40K ve 137Cs radyoizotoplarının radyoaktivite derişimleri ölçülerek, bu malzemelerin yapı malzemelerindeki kullanılabilirlik sınırlarını belirlemek amacıyla I ? ve I ? indisleri hesaplanmıştır.Yapılan ölçümler sonucunda, Kars ilinden alınan örneklerdeki 226Ra, 232Th, 40K ve 137Cs radyoizotoplarının radyoaktivite derişimlerinin ülkemizde ve dünyanın değişik ülkelerinde benzer malzemeler için verilen sonuçlarla uyumlu oldukları görüldü.Bu malzemelerin I ? ve I ? değerlerinin sırasıyla 0,01-0,34 ve 0,037-0,97 aralıklarında oldukları bulundu. Bu değerlere göre Kars ilinde yapı malzemesi olarak kullanılan ve bu tezde çalışılan malzemelerden kaynaklanan radon gazı derişiminin izin verilen sınırların altında olduğu görüldü.Anahtar Kelimeler: Yapı malzemeleri, Gama Spektrometresi, Doğal radyoaktivite In this study, we tried to determine the radioactivity levels in some building materials used in Kars. To achive this, raw materials have been collected from several villages in Kars and Kağızman. The samples collected were: limestone from Karacaören, clay from Bozkale, tras from Dikme, gypsum from Alçılı and iron ore from Kötek. Also, samples have been taken form comercially used cement and lime used in buildings in Kars.During the course of this investigation, the concentrations of 226Ra, 232Th, 40K and 137Cs radioisotopes in these samples have been measured. The I ? index was calculated to determine the usability limits of these materials in buildings and the I ? index was calculated to determine the allowed limits of radon concentration due to these materials.The concentrations of 226Ra, 232Th, 40K and 137Cs isotopes in these building materials used in Kars were found to be comparable to the results reported for similar materials in Turkey and in different countries around the world.The values of I ? ve I ? indexes were found to be in the 0,01-0,34 and 0,037-0,97, respectively. According to these results, it is seen that the radon concentration of the building materials studied here are lower than the allowed limits.Key word: Building materials, Gamma spectroscopy, Natural radioactivity 61

Bu çalışmada Iğdır ilinin Ermenistan'ın Metsamor nükleer santrali sınır bölgesinden periyodik olarak toplanan toprak numunelerindeki radyoaktivite incelenmiştir. Bu amaçla Iğdır ilinin değişik noktalarından alınan toprak numunelerindeki radyoaktivite tespit edilmiştir.Iğdır ili sınırları içerisinde 11 farklı noktadan alınan toprak örneklerinin periyodik gama spektrometrik analizi Canberra modeli HpGe dedektörü kullanılarak yapılmıştır. Yapılan analiz sonucunda U, Th radyoizotopları ile bu radyoizotopların doğal bozunum ürünleri ve Cs ve K radyoizotoplarının radyoaktivite seviyeleri belirlenmiştir. U, Th, Cs ve K radyoizotoplarının yıllık ortalama aktiviteleri sırasıyla 15.4 2.4, 17.5 5.9, 23.6 2.9 ve 423.6 24.2 Bq/kg olarak belirlenmiştir. In this study, radioactivity in soil samples collected periodically along the border region of Iğdır with Armenia which is right across the Metsamor nuclear power plant was analysed. For this purpose, the radioactivity concentration of soil samples collected from different points of Iğdır region were determined.Gamma spectrometric analyses of soil samples collected from 11 different point of Iğdır were performed by using the Canberra HpGe dedector. The radioactivity concentration of the decay products of U, and Th series, and, K and, Cs were determined. In these samples, the annual average activity concentrations of U, and Th and, K and, Cs were found to be 15.4 2.4, 17.5 5.9, 23.6 2.9 ve 423.6 24.2 Bq/kg, respectively. 68

Son yıllarda Galyum Selenit(GaSe) tabakalı kristalleri, kristal yapısı vefotoelektronik cihazlardaki potansiyel uygulamalarından dolayı büyük ilgigörmektedir. Özellikle farklı metotlar kullanılarak katkılanan GaSe kristallerinineksiton fotolüminesansı geniş olarak araştırılmaktadır.Bu çalışmada GaSe tabakalı kristalleri geleneksel Bridgman metodukullanılarak büyütüldü ve iyon ekme tekniği kullanılarak katkılandı. Büyütülen bukristaller 60keV enerjili 6x1014 iyon/cm2 dozunda ve 100keV enerjili 1016iyon/cm2dozunda N+ iyonlarıyla c-eksenine paralel olarak bombardıman edildi. 20-300Ksıcaklık aralığında saf ve farklı dozlarda N+ iyonları ekilmiş GaSe kristallerindeeksiton fotolüminesansı araştırıldı. Bu katkılamanın sonucu olarak eksitonfotolüminesans pikinin şiddetinin azaldığı gözlendi. Bunun yanı sıra eksitonfotolüminesansındaki azalmanın yüksek dozda iyon ekilen numuneler için dahayüksek olduğu görüldü. Ayrıca eksiton-fonon etkileşmesinde belirleyici olanfononların enerjisi, saf numune için hÏ p = 18meV , 1014iyon/cm2 dozunda N+iyonları ekilmiş GaSe kristali için hÏ p = 17 meV ve 1016iyon/cm2 dozunda N+iyonları ekilen numune için de olarak bulunmuştur. GaSehÏ p = 15meVkristallerinde farklı dozlarda N iyonlarının ekilmesi sonucu gözlenmesi beklenenheteroeklem davranışı gözlenilememiştir. Numunelerin tavlanmaması ve bu yüzdenN-iyonlarının elektriksel olarak aktif olan uygun alt örgü noktalarına dahilolmamalarının heteroeklem davranışının gözlenilememesinin nedeni olduğudüşünülmektedir.Anahtar Kelimeler: Galyum Selenit, Bridgman Metodu, EksitonFotolüminesansı, yon Ekme Metodu In recent years, Gallium Selenide(GaSe) layered crystals attractedconsiderable attention because of the crystal structure of this material and potentialapplications in photoelectronic devices. Especially exciton photoluminescence ofGaSe crystals which are doped using different methods has been being widelyinvestigated.n this study, GaSe layered crystals were grown by the conventionalBridgman method and doped by using ion implantaion technique. This as-growncrystals were bombarded in the direction paralel to c-axis by N ion beams of about60 keV ions with 6x1014 ions/cm2 doses and 100keV ions 1016 ions/cm2 dose.Exciton photoluminescence investigated in undoped and N-implanted GaSecrystals in the 20-300K temperature range. It was observed that the intensity of theexciton photoluminescence peak decreased as a result of these implantations.However, the decrease in the exciton photoluminescence peak found to be higher forhigher doses of implanted ions. The energy of phonons that are involved in theexciton-phonon interaction are found to be hÏ p = 18meV for undoped sample,hÏ p = 17 meV for 1014 ion/cm2 N-ions implanted sample and hÏ p = 15meV for 1016ion/cm2 N-ions implanted sample, respectively. The heterojunction behaviorexpected to be seen in N-ion implanted samples has not been observed. The sampleswere not annealed and thus N-ions have not been incorporated into the appropriatelattice sites where they could be electrically active which is thought to be the reasonfor not observing the heterojunction behavior.Keywords: Gallium Selenide, Bridgman Method, ExcitonPhotoluminescence, Ion Implantation Method 90

ÖZET Nükleer atıkların güvenli olarak saklanmaları bütün dünyada çözüm bekleyen en önemli çevre problemlerinden biridir. Radyoaktif atıklar genellikle sıvı halde bulunduklarından bunların zamanla içinde saklandıkları çelik tanklardan toprağa ve yeraltı sularına karışma olasılığı vardır. Bu nedenle bu atıkların daha kararlı bir yapıya dönüştürülmeleri gerekmektedir. Bu doğrultuda yapılan en önemli çalışmalardan biri sıvı atıkların camlaştırılmasıdır. Demir fosfat camları bazı nükleer atıkları camlaştırmak için araştırılan cam yapılarından biridir. Bu çalışmada, Hafniyum (Hf) içeren demir fosfat camlarının yapısı ve özellikleri incelendi. Hafniyum'un çalışılmasının nedeni Plütonyum' a (Pu) kimyasal ve büyüklük olarak benzemesindendir. Sentezlenen Hf demir fosfat camlarının kimyasal dayanıklılığı 90 °C'deki saf suda test edildi ve çözünürlük oranlarının 10`8 - 10`9 gr/cm2dak olduğu bulundu. Numunelerin HfP2(>7 kristal fazı içerdikleri toz x- ışını kırınım tekniği kullanılarak belirlendi. Demir iyonlarının çevresi ve valans durumları Fe Mössbauer spektroskopi tekniğiyle incelendi. Spektrumların analizlerinden bütün numunelerin hem Fe(II) hem de Fe(III) iyonları içerdikleri ve bu iyonların oktahedral koordinasyona sahip oldukları belirlendi. Anahtar Kelimeler: Nükleer atıkların camlaştınlması, Hf demir fosfat camları, Mössbauer spektroskopisi. IV SUMMARY One of the most important environmental problems to be solved worldwide is to safely control the nuclear wastes. Because radioactive wastes are generally in liquid form, there is a possibility that the liquid waste may leak from the tanks in which they are kept, and mix with soil and underground water. Therefore, these liquid wastes should be transformed in to a more stable structure. Vitrification of liquid wastes is one of the most important studies conducted with this goal. Iron phosphate glasses are one of the structures that are being investigated for the vitrification of some nuclear wastes. In this thesis, structure and properties of Hafnium (Hf) containing iron phosphate glasses were investigated. The reason for the investigation of Hf in these glasses is that Hf is considered to be a surrogate for Plutonium (Pu) due to its size and chemical similarities with Pu. The chemical durability of Hf iron phosphate glasses were measured in distilled water at 90 °C and dissolution rates were found to be in the 10`8 - 10`9 gr/cm2-min range. All the samples were found to contain HfP2C>7 phase by powder x-ray diffraction. The coordination environment of iron ions and their valance states were investigated by Fe Mössbauer spectroscopy. Analysis of the Mössbauer spectra showed that all of the samples contained Fe(II) and Fe(III) ions in various concentrations and both type of iron ions had octahedral coordination. Key Words: Vitrification of nuclear wastes, Hf iron phosphate glasses, Mössbauer spectroscopy. V 73