Akademik Veri Yönetim Sistemi
26. Yoğun Madde Fiziği Ankara Toplantısı, Ankara, Türkiye, 24 Aralık 2021, ss.27
Grafen ve grafen tipi iki boyutlu (2B) malzemeler yüksek elektron ve hol mobiliteleri ve ayrıca kuantum Hall iletkenlikleri gibi ilgi çekici özellikleri sayesinde alan etkili transistörler gibi elektronik uygulamalarda umut verici adaylardır. Ancak elektronik bant aralıklarına sahip olmamaları yarıiletken teknolojisini temel alan optoelektronik uygulamalarında grafen tipi malzemeleri elverişsiz kılmaktadır. Şimdiye kadar geçiş metali dikalkojenitler, fosforen ve hegzagonal bor nitrür gibi birçok iki boyutlu malzeme hem teorik hem de deneysel olarak incelenmiştir. Ancak keşfedilen bu malzemelerinde uygulama alanlarını kısıtlayan dezavantajları mevcuttur. Örneğin MoS2’nin düşük taşıyıcı mobilitesine sahip olması elektronik uygulamalarını kısıtlamaktadır. Bunlara ilaveten, 2B Janus malzemeler, düzlem dışı asimetrileri nedeniyle güneş pilleri, gaz algılama, bataryalar ve piezoelektrik cihazlar gibi çeşitli umut verici uygulama alanlarına da sahiptir. Janus malzemelere öncülük eden MoSSe’nin sentezlenmesi ve MoS2(Se2)’den daha üstün fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip olduğundan dolayı farklı 2B Janus malzemeler teorik ve deneysel olarak incelenmiştir. Diğer bir taraftan grafen tipi ve yarı iletken malzemelerin van der Waals heteroyapı oluşturulması ile malzemelerdeki gizli kalmış birçok özellik açığa çıkmaktadır. Örneğin grafen ve Janus iki boyutlu malzemeler ile oluşturulan bir heteroyapı Schottky veya ohmik kontak tasarımları için ideal bir adaydır. Bu tür kontaklar modern optoelektronik uygulamalar için gaz algılama, geri kazanım (recovery) ve tepki (response) sürelerini de iyileştirdiği için de önemli bir yere sahiptir
Bu çalışmada grafen tipi bir yarımetal 2B’lu malzeme ile Ga2XY (X, Y = S, Se) tipi Janus 2B’lu malzemelerin heteroyapıları farklı istiflenmeler ile incelenmiştir. Yapısal ve dinamik olarak kararlılıkları hesaplanarak en kararlı yapı belirlenmiştir. Elektronik bant yapısı, katmanlar arası yük transferi ve Schottky bariyer yüksekliği hesaplanmıştır. 2B heteroyapıların elektronik bantları ve Schottky bariyer yükseklikleri dışarıdan uygulanan elektrik alan ve gerilmeler altında incelenmiş ve n-tipi- p-tipi geçişler gözlenmiştir. Ayrıca 2B heteroyapımıza ait optik özellikler de araştırılmıştır.