Çoklu ferroik ince filmlerin üretimi ve karakterizasyonu

Abstract

ÖZET Doğrusal olmayan sistemlerin modellenmesi ve analizi konusu ele alındığında yöntemlerin zaman ve frekans boyutunda olmak üzere iki temel sınıfa ayrıldığı görülmektedir. Zaman boyutundaki yöntemler ile doğrusal olmayan sistemlerde görülen çatallanma, kaos gibi doğrusal olmayan davranışların incelenmesi çok zordur. Bu nedenle frekans boyutundaki yöntemler doğrusal olmayan sistemlerin analizi için daha çok tercih edilmektedir. Doğrusal olmayan sistemlerin analitik olarak modellenmesinde ve analizinde kullanılan yöntemler incelendiğinde Volterra Serilerini temel alan yöntemlerin yaygın olarak kullanıldığı görülmektedir. Volterra Serileri doğrusal olmayan sistemlerin frekans boyutunda genlik kazancı ve faz açısı gibi frekans cevabı değerlerinin bulunmasını sağlar. Genlik ve faz cevaplarının elde edilmesi için Volterra serileri temelli farklı yöntemlerde bulunmaktadır. Bu yöntemlerden bir tanesi de polinom tip doğrusal olmayan terimler içeren diferansiyel denklemler ile tanımlanan doğrusal olmayan sistemler için kullanılan Tanımlama Fonksiyonları yöntemidir. Bu yöntem hem iki boyutlu sunum kolaylığı hem de birçok farklı sisteme uygulanabilirliği açısından tercih edilmektedir. Bu projede, doğrusal olmayan sistemlerin frekans analizinde çok yaygın olarak kullanılan Volterra serileri temelli Tanımlama Fonksiyonları üzerinde çalışılmıştır. Volterra serileri ve Tanımlama Fonksiyonları örnek bir uygulamayla açıklanmıştır. Tanımlama Fonksiyonlarının daha kullanılabilir olabilmesi ve yaygınlaştırılması için bir arayüz tasarlanmıştır. Belirlenen farklı doğrusal olmayan sistemler için arayüz ve simulink ile frekans analizleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca farklı doğrusal olmayan sistemlerin analog elektronik devre tasarımları yapılmıştır. Analog elektronik devreler kullanılarak simülasyon sonuçları ve gerçekleyerek deneysel sonuçlar elde edilmiştir. Tasarlanan arayüz ile frekans cevabı sonuçları ve simülasyon sonuçları karşılaştırılarak Tanımlama Fonksiyonunun geçerliliği gösterilmiştir. Sonuçta, dört farklı yöntem ile elde edilen frekans cevapları karşılaştırılarak sonuçlar yorumlanmış ve Tanımlama Fonksiyonu yönteminin kullanılabilirliği ortaya konmuştur.

ABSTRACT This research project that was conducted during the 2010 July-2012 July period is about the solution synthesis, structural and electrical characterization of pure and doped BiFeO3 magnetoelectric powders and films. The powders were synthesized via nitrate precursors followed by structural characterization. The experience gained during the powders synthesis was utilized to fabricate thin films using the same chemical precursors. Curie temperatures of the powders were determined by Differential Thermal Analysis and it was shown that doping BiFeO3 with rare earth metals has a significant impact on the Curie temperature depending on the ionic radii of the dopants. Dopants with ionic radius smaller than Bi leads to a shrinkage in the unitcell volume and the structure shifts towards a cubic one. Therefore, we attributed the reduction in the Curie temperatures of the powders to the shrinkage in the unitcell upon doping. A similar phenomena was already observed previously in Sr doped BaTiO3. Pure and doped thin films of BiFeO3 were grown on single crystal SrTiO3, MgO and Nb doped SrTiO3. The choice of working with SrTiO3 and MgO substrates was due to the different signs of misfit they induce on the BiFeO3 lattice. We observed a tendency to grow in polycrystalline form for BiFeO3 on MgO substrates and the emphasis was put on films grown on SrTiO3 and NbSrTiO3. The films grown on SrTiO3 were mostly used for structural characterization while those grown on Nb-SrTiO3 were for electrical characterization. X-ray diffraction (XRD) results showed that films grew on SrTiO3 and Nb-SrTiO3 with strong texturing and compatibility. Scanning electron microscopy (SEM) studies provided strong evidence through surface morphology for such highly textured growth. The electrical characterization following structural studies revealed that the films had serious leakage currents and the activities in the project moved towards this direction. A significant reduction in leakage currents in films doped with Gd was observed. Moreover, we found out that the Nb-SrTiO3 / Bi,Gd,FeO3 / Pt structure behaves like a Schottky diode. Emphasis was placed on the study of the barrier energies at the BiFeO3 / Electrode interfaces and we tried to determine the electronic character of the BiFeO3 / Pt and BiFeO3 / NbSrTiO3 contacts in detail. In the Ottoman Empire, customs have an important place in the trade history. It seems that modern historiography has seen numerous works in this field and various studies have been conducted. The general trend in the current literature is limited to studying the customs book records of an important city or port on trade routes. Mostly each city or port has been evaluated by studying one of the book records only. The most important reason for this is that there is no other book that can be found in the customs archives examined. In fact, when different sources reflected from the Ottoman Archives are examined, there is evidence of the existence of customs book records containing detailed data. Despite these claims, however, the number of customs books that arrive on a daily basis, especially those belonging to the 16th century, is rare. This project titled Institutional Structure and Functioning of the Ottoman Customs System of the Classical Period (1500-1600) aims to examine how the customs system works in the Ottoman State within the boundaries determined for this study by using diverse sources. In the findings of this project, it has been understood that some opinions about the Ottoman customs should be revised. Therefore, in this project report, in which the findings are concentrated and identified, are presented comparatively with those views studied earlier. Whether or not there are customs territories in the Ottoman State, how the internal customs office is operated, how bac and tamga taxes can be assessed as customs, and how tax rates vary according to regions and periods can be listed as the main topics covered in the project. However, aimed at examining how customs work in the Ottoman State, it should be clearly known that in this type of work it is going to be encountered some difficulties. It is one of those difficulties that there is no extensive work on the subject and that the current literature is more focused on the 18th and 19th centuries, and that the 16th and 17th century hand-writers differ from each other. Nevertheless, with the publication of articles and books to be made at the end of the project, it is aimed to provide a modest contribution to this issue.