Şahin, HasanYagmurcukardeş, MehmetKutlu, Tayfun2025-11-252025-11-252025https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/TezGoster?key=ftqJzTasnJUH9hg-S5861tjMcfhl0pwKkBxCUCGq5axcfYLj0fwzzb6hkBXgYOA3https://hdl.handle.net/11147/18705Text in English; Abstract: Turkish and EnglishIncludes bibliographical references (leaves. 55-65).Thesis (Master)--Izmir Institute of Technology, Photonics, Izmir, 2025Malzemelerin boyutsal olarak incelenmesi, kuantum sınırlamaları ve yüzey etkilerinin belirginleşmesiyle birlikte, iki boyutlu (2B) kristal yapılar yeni nesil teknolojiler için çekici hale gelmiştir. Geçiş metali dikalkojenitleri (TMD'ler), platin bazlı oksit yapılar ve fosforen gibi farklı kimyasal sınıflara ait ultra-ince malzemeler, sahip oldukları iki boyutlu kristal simetrileri ve ayarlanabilir özellikleri sayesinde elektronik, optoelektronik ve mekanik aygıt teknolojilerinde yüksek uygulama potansiyeli sunmaktadır. Bu tez çalışmasında, söz konusu 2B malzemelerin yapısal, elektronik, titreşimsel, manyetik ve mekanik davranışları, yoğunluk fonksiyoneli teorisi (DFT) tabanlı ilk ilke hesaplamaları ile sistematik olarak incelenmiştir. Çalışmanın ilk bölümünde, holey (boşluklu) yapısı ile dikkat çeken Hf${8}$S${12}$ fazının manyetik konfigürasyonları ve yapısal kararlılığı analiz edilmiş, farklı manyetik fazların dar bant aralıkları ile birlikte kararlı yapılar olarak var olabileceği gösterilmiştir. Takip eden bölümde, yeni sentezlenen PtO${3}$-Pt yapısının bilinen $\alpha$-PtO${2}$ fazı ile karşılaştırmalı olarak yapısal, elektronik ve titreşimsel özellikleri karşılaştırılmıştır. Yapının hidrojenleme ve oksidasyon gibi yüzey işlevselleştirme senaryoları altındaki fiziksel davranışları analiz edilerek, fonon kararlılığı, manyetizasyon ve bant yapısındaki değişimler ortaya konmuştur. Tezin son bölümünde ise, fosforenin tek eksenli mekanik gerinim altındaki anizotropik titreşimsel ve elastik yanıtları detaylı olarak incelenmiştir. Raman aktif modlardaki yön bağımlı kaymalar ve gerinime verilen tepkiler, bu yapının esnek elektronik ve algılayıcı teknolojilerdeki potansiyel kullanımını desteklemektedir. Elde edilen bulgular, farklı kimyasal sınıflara ait malzemelerin fonksiyonel özelliklerinin atomik düzeyde anlaşılmasına katkı sağlamakta ve gelecekteki uygulamalar için teorik bir temel sunmaktadır.The dimensional reduction of materials brings quantum confinement effects and surface phenomena to the forefront, offering outstanding opportunities for developing next-generation electronic and optoelectronic technologies. Among the class of two-dimensional (2D) crystals, transition metal dichalcogenides (TMDs), platinum-based oxides, and phosphorene have attracted significant attention due to their structural diversity and tunable properties. In this thesis, the structural, electronic, vibrational, magnetic, and mechanical properties of selected 2D materials from different chemical classes are systematically investigated using first-principles calculations based on density functional theory (DFT). In the first part, the magnetic behavior and structural stability of a holey Hf$_8$S$_{12}$ crystal are explored, revealing the possibility of multiple magnetic phases in a low-symmetry structure. The following section focuses on the recently synthesized PtO$_3$-Pt monolayer and compares it with the well-known $\alpha$-PtO$_2$ phase in terms of electronic and vibrational properties. The effects of hydrogenation and oxidation are studied to understand how surface functionalization alters the physical characteristics of the material. Finally, the mechanical and vibrational responses of phosphorene under uniaxial strain are analyzed in detail. The direction-dependent behavior of Raman-active modes and elastic parameters highlights the potential of phosphorene for flexible device applications. The outcomes of this work contribute to a deeper understanding of the intrinsic properties of chemically diverse materials and provide a theoretical foundation for their functional use in emerging technologies.xi, 66 leavesenFizik Ve Fizik MühendisliğiPhysics and Physics EngineeringMaster Thesis