Please use this identifier to cite or link to this item: https://hdl.handle.net/11147/11141
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorGüçlü, Alev Devrimen_US
dc.contributor.authorEren, İsmailen_US
dc.date.accessioned2021-11-03T07:23:18Z-
dc.date.available2021-11-03T07:23:18Z-
dc.date.issued2021-07en_US
dc.identifier.citationEren, İ. (2021). Coulomb impurities in graphene quantum dots in a magnetic field. Unpublished master's thesis, İzmir Institute of Technology, İzmir, Turkeyen_US
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11147/11141-
dc.descriptionThesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Physics, Izmir, 2021en_US
dc.descriptionIncludes bibliographical references (leaves: 42-46)en_US
dc.descriptionText in English; Abstract: Turkish and Englishen_US
dc.description.abstractIn this thesis, we investigate the atomic collapse of Graphene Quantum Dots (GQDs) in a magnetic field with the tight-binding (TB) model and mean-field Hubbard (MFH) approximation. We placed a charged impurity at the center of GQDs, and we systematically investigated the atomic collapse effect in the magnetic field by adjusting the charge of the impurity, size of the quantum dots, and magnitude of the magnetic field. It is shown that the electronic state with the lowest energy of Graphene resembled the same effect of the lowest bound state (TLBS) of atomic collapse. We confirmed the earlier findings, and we showed that the required critical charges of TLBS of the GQDs to collapse below the Fermi level are almost equal. Additionally, we investigate the formation of resonance states of GQDs, and among these resonance states, we study the evolution of the first-formed resonance state (R1). Applying a perpendicular magnetic field to GQD, decreased the critical charge of each structure, and we found that the decrease is dependent on the dot size. Moreover, we also found that TLBS of GQDs of varying sizes are crossed each other at a particular impurity charge and energy. We used the relation between the magnetic field and magnetic length (lB), and we compared B with the radius of the GQD (RGQD) in varying sizes. We found that TLBS of a GQD still converges to a particular crossing point (in terms of impurity charge and energy) as in no magnetic field when lB > RGQD. However, TLBS of a GQD diverges from the crossing point when lB < RGQD. It is studied that the continuum form of the R1 state became a chain of separated Landau levels in a magnetic field. Here we show that Landau level formation is more noticeable, and the inter-level separation of the Landau levels becomes more prominent when the lB < RGQD. Lastly, we investigated the atomic collapse of the Hofstadter's butterflies in GQDs. We found that increasing the impurity charge collapsed the energy levels. Also, increasing the impurity charge decreased (increased) the local density of states of the impurity center at the top (bottom) part of the spectrum of the Hofstadter's butterflies.en_US
dc.description.abstractBu tezde, tight-binding (TB) modeli ve mean-field Hubbard (MFH) yaklaşımı ile Grafen kuantum noktalarının (GQD'ler) atomik çöküşünü manyetik alan içerisinde araştırdık. GQD'lerin merkezine yüklü bir safsızlık yerleştirdik ve safsızlığın yükünü, kuantum noktalarının boyutunu ve manyetik alanın büyüklüğünü ayarlayarak manyetik alandaki atomik çökme etkisini sistematik olarak araştırdık. Önceki çalışmalarda Grafenin en düşük enerjiye sahip elektronik durumu ile atomik çökme etkisinin en düşük bağlı durumu (TLBS) ile benzerliği gösterilmiştir. Daha önceki verileri doğrulayarak ve GQD'lerin TLBS'lerinin Fermi seviyesinin altına çökmesi için gereken kritik yüklerin neredeyse birbirlerine eşit olduğunu gösterdik. Ek olarak, GQD'lerin rezonans durumlarının inceledik ve bu rezonans durumları arasında ilk oluşan rezonans durumunun (R1) oluşumunu araştırdık. GQD'ye dikey bir manyetik alan uygulamak yapıların kritik yükünü azalttı ve azalmanın nokta boyutuna bağlı olduğunu bulduk. Ayrıca, farklı boyutlardaki GQD'lerin TLBS'lerinin belirli bir safsızlık yükü ve enerjide birbiriyle keşiştiğini bulduk. Manyetik alan ve manyetik uzunluk (lB) arasındaki ilişkiyi kullanarak lB'yi değişen boyutlarda ki GQD'nin yarıçapı (RGQD) ile karşılaştırdık. lB > RGQD olduğunda GQD'nin TLBS'sinin manyetik alan olmadığı durumda ki gibi hala belirli bir geçiş noktasına (safsızlık yükü ve enerji açısından) yakınsadığını bulduk. Ancak, lB < RGQD olduğunda GQD'nin TLBS'si geçiş noktasından uzaklaştığını bulduk. R1 durumunun süreklilik formunun, manyetik alan etkisinde ayrışık Landau seviyelerinin zincirlenmiş haline geldiği incelenmiştir. lB < RGQD olduğu durumda Landau seviyesi oluşumunun daha belirgin olduğunu ve Landau seviyelerinin seviyeler arası ayrımının daha belirginleştiğini gösterdik. Son olarak, GQD'lerdeki Hofstadter'in kelebeklerinin atomik çöküşünü araştırdık. Safsızlık yükünün artmasının enerji seviyelerini çökerttiğini bulduk. Ayrıca, kirlilik yükünün arttırılması, Hofstadter kelebeklerinin spektrumunun üst (alt) kısmındaki kirlilik merkezinin durumlarının yerel yoğunluğunu azalttı (arttırdı).en_US
dc.format.extentix, 46 leavesen_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisher01. Izmir Institute of Technologyen_US
dc.relationYapay Grafen Nanoyapılarda Çok Elektron Kuantum Etkilerien_US
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessen_US
dc.subjectGraphene quantum dotsen_US
dc.subjectAtomic collapseen_US
dc.subjectTight-bindingen_US
dc.titleCoulomb impurities in graphene quantum dots in a magnetic fielden_US
dc.title.alternativeManyetik alan altındaki grafen kuantum noktalarda coulomb safsızlıklarıen_US
dc.typeMaster Thesisen_US
dc.authorid0000-0003-1723-6362en_US
dc.departmentThesis (Master)--İzmir Institute of Technology, Physicsen_US
dc.relation.publicationcategoryTezen_US
dc.contributor.affiliation01. Izmir Institute of Technologyen_US
dc.relation.grantno119F119en_US
item.cerifentitytypePublications-
item.fulltextWith Fulltext-
item.grantfulltextopen-
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.languageiso639-1en-
item.openairetypeMaster Thesis-
crisitem.author.dept04.05. Department of Pyhsics-
Appears in Collections:Master Degree / Yüksek Lisans Tezleri
Files in This Item:
File Description SizeFormat 
10410735.pdfMaster Thesis3.9 MBAdobe PDFView/Open
Show simple item record



CORE Recommender

Page view(s)

228
checked on Jun 10, 2024

Download(s)

200
checked on Jun 10, 2024

Google ScholarTM

Check





Items in GCRIS Repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.