dc.contributor.advisor | Bozkaya, Uğur | |
dc.contributor.author | Ramazanli, Ahmad | |
dc.date.accessioned | 2020-09-17T10:30:44Z | |
dc.date.issued | 2020-02-19 | |
dc.date.submitted | 2020-01-31 | |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11655/22705 | |
dc.description.abstract | In recent years, polymers have started to replace metals in many applications with
the discovery of their conductivity. Easy preparation, low costs, corrosion resistance
and light weight of polymers make them advantageous over metals. It was first
discovered in the 1950s that the polymers themselves could be conductive without
being directly coupled to any metal, and since then, studies focused to improve the
conductivity of the polymers. Applications of conductive polymers include organic
solar cells, electronic circuits, organic light emitting diodes, actuators, chemical and
bio-sensors. Conductivity in polymers is explained with the help of band gap theory.
If there is an energy difference of 9 eV or more between the valence band and the
conductivity band, this polymer is insulating. If this energy difference ranges from
0.1 to 4 eV, it is a sign that the polymer is a semiconductor. In conductive polymers,
the valence band and the conductivity band are overlapped. Conductivity properties
of polymers can be studied both experimentally and theoretically. Although reliable
results are obtained in experimental techniques, the synthesis and separation
processes carried out in the laboratory take long time. However, with the help of
iv
computers and advanced softwares, a lot of information about polymers can be
easily obtained by theoretical studies. Quantum mechanical methods which are an
important branch of theoretical studies may be classified as Semi-Empirical, Ab
Initio and Density Functional Theory (DFT). In this study, band gaps and oscillator
strengths were calculated for polyacetylene (trans and cis structured),
polythiophene, poly(p-phenylene) and poly(p-phenylene vinylene) by using
configuration interaction singles (CIS) method with density fitting technique (DF).
These values of the polymers considered were obtained by TD-DFT (timedependent
density functional theory) technique and both methods were compared
with each other and with the experimental data in the literature. The results show
that while the TD-DFT technique is very close to the experimental data, the values
calculated by CIS method are slightly higher than both TD-DFT values and
experimental results. | tr_TR |
dc.language.iso | tur | tr_TR |
dc.publisher | Fen Bilimleri Enstitüsü | tr_TR |
dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | tr_TR |
dc.subject | Yarı iletken polimerler | tr_TR |
dc.subject | Teorik kimya | tr_TR |
dc.subject | Kuantum mekaniksel teknikler | tr_TR |
dc.subject | Tekli uyarılmış konfigürasyon etkileşimi (CIS) | tr_TR |
dc.subject | Yoğunluk fit edilmesi (DF) | tr_TR |
dc.subject | Zamana bağlı yoğunluk fonksiyoneli teorisi (TD-DFT) | tr_TR |
dc.subject | Bant aralığı | tr_TR |
dc.subject | Uyarılma enerjisi | tr_TR |
dc.subject | Osilatör gücü | tr_TR |
dc.title | Yarı İletken Polimerlerin Bant Aralıklarının ve Osilatör Güçlerinin Kuantum Mekaniksel Yöntemlerle Araştırılması | tr_TR |
dc.type | info:eu-repo/semantics/masterThesis | tr_TR |
dc.description.ozet | Son yıllarda iletkenliklerinin keşfedilmesiyle beraber polimerler birçok uygulamada
metallerin yerini almaya başlamıştır. Polimerlerin kolay hazırlanmaları, düşük
maliyetleri, korozyona karşı dayanıklı olmaları ve hafif olmaları, onları metaller
üzerinde avantajlı kılar. Polimerlerin kendisinin doğrudan herhangi bir metal ile
birleştirilmeden de iletken olabileceği ilk kez 1950li yıllarda ortaya çıkmıştır ve o
zamandan bugüne yapılan çalışmalar polimerlerin iletkenliğini artırmayı
hedeflemektedir. İletken polimerlerin kullanım alanlarına örnek olarak organik güneş
pilleri, elektronik devreler, organik ışık yayan diyotları, aktüatörler, kimyasal ve biyosensörler
gösterilebilir. Polimerlerde iletkenlik bant aralığı teorisi yardımıyla
ii
açıklanır. Eğer enerji düzeyinde valans bandı ile iletkenlik bandı arasında 9 eV veya
daha fazla potansiyel farkı varsa bu polimer yalıtkandır. Bu potansiyel farkı 0,1 ile 4
eV arasında değişiyorsa bu polimerin yarı iletken olduğunun işaretidir. İletken
polimerlerde ise valans bandı ile iletkenlik bandı iç içe geçmiş durumdadır.
Polimerlerin iletkenlik özellikleri hem deneysel hem de teorik yollarla
çalışılabilmektedir. Deneysel tekniklerde güvenilir sonuçlar elde edilmesine karşın,
laboratuvar ortamında yapılan sentezleme ve ayrıştırma işlemleri sebebiyle zamana
ihtiyaç duyulmaktadır, fakat teorik çalışmalarla bu işlemlere gerek kalmadan
yalnızca bilgisayarlar ve gelişmiş yazılımlar sayesinde polimerlerle ilgili birçok bilgi
kolaylıkla elde edilebilmektedir. Teorik çalışmaların önemli bir kolu olan kuantum
mekaniksel yöntemler Yarı deneysel (Semi-Empirical), Ab Initio ve Yoğunluk
Fonksiyoneli Teorisi (DFT) olarak sıralanabilir. Bu çalışmada poliasetilen (trans ve
cis yapılı), politiyofen, poli(p-fenilen) ve poli(p-fenilen vinilen)’in Ab Initio
tekniklerinden olan tekli uyarılmış konfigürasyon etkileşimi yöntemi (CIS) yoğunluk
fit edilmesi tekniği (DF) kullanılarak bant aralıkları ve osilatör güçleri değerleri
hesaplanmıştır. Aynı polimerlerin bu değerleri bir de TD-DFT (zamana bağlı
yoğunluk fonksiyonel teorisi) tekniğiyle elde edildikten sonra her iki yöntem hem
birbiriyle hem de literatürdeki deneysel verilerle kıyaslanmıştır. Elde edilen sonuçlar
göstermektedir ki, TD-DFT tekniğiyle elde edilen bant aralığı değerleri deneysel
verilere çok yakınken, CIS metodu ile hesaplanan değerler hem TD-DFT
değerlerinden hem de deneysel sonuçlardan belirli bir miktar yüksektir. | tr_TR |
dc.contributor.department | Polimer Bilimi ve Teknoloji | tr_TR |
dc.embargo.terms | Acik erisim | tr_TR |
dc.embargo.lift | 2020-09-17T10:30:44Z | |
dc.funding | Yok | tr_TR |