Browsing by Author "Duman, Çağlar"

Now showing 1 - 10 of 10

Çok Kullanıcılı Li-Fi Ağları
(2022) Yılmaz, Ahmet Fetullah; Duman, Çağlar
Light Fidelity (Li-Fi), ışık yayan diyotlar (Light Emitting Diode-LED) aracılığı ile verilerin aktarıldığı görünür ışık iletişimine (Visible Light Communication-VLC) dayalı bir kablosuz haberleşme teknolojisidir. Aydınlatma ile haberleşmenin birlikte kullanılabilmesi fikriyle bu alanda yapılan çalışmalar yaygınlaşmaya başlamıştır. Bu tez çalışmasında oda için yeterli aydınlatma miktarı sağlanarak, yüksek hızlı veri transferi sağlamak için iletişim LED'lerinin (Communication LEDs-C-LEDs) seçiminde öğretme öğrenme tabanlı optimizasyon (Teaching Learning Based Optimization-TLBO) algoritması uygulanmıştır. Tasarlanan iç mekân haberleşme modelinde aç kapa anahtarlama (On Off Keying-OOK) modülasyon tekniği kullanılmıştır. LED'lerden aktarılan verilerin alıcıya gecikmeli ve yansımalı ulaşacakları göz önüne alınarak temel incelemeler gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada ilk kez TLBO algoritması kullanılarak, kullanıcılar için C-LED seçimi yapılmış, yansımalardan ve gecikmelerden dolayı alıcıya ulaşan sinyallerden kaynaklı semboller arası girişim (Inter Symbol Interference-ISI) azaltılarak SNR kalitesi artırılmıştır. Sisteme TLBO algoritması uygulanması ile 1Gbit/s'lık veri hızında kesintisiz ve kaliteli iletişim elde edilmiştir.
Fabrikasyon Adımları için Gan Tabanlı Mikroşerit Hemt'lerin DC Karakterizasyonu
(2022) Alagöz, Elif; Duman, Çağlar
GaN tabanlı mikroşerit yüksek elektron hareketlilikli transistörler (HEMT'ler) yüksek güç yoğunluğu, yüksek verimlilik ve yüksek bozulma gerilimi gibi üstün özelliklere sahiptir. Bu özellikler sayesinde, GaN tabanlı HEMT'ler, radar ve uzay araştırma sistemlerinde ve savunma sanayi uygulamalarında daha fazla tercih edilmektedir. Bu tez çalışmasında, akaç-kaynak (D-S) arası mesafesi 3 µm ve 6 µm olan 2x125 µm boyutunda tükenme modu AlGaN/GaN HEMT'lerin fabrikasyon adımları için doğru akım (DC) ölçümleri gerçekleştirilmiş ve üretilen HEMT'lerin performansları karşılaştırılmıştır. Bu ölçümler sayesinde fabrikasyonların başarımı takip edilebilmiş ve D-S arası mesafenin HEMT performansı üzerine etkisi gözlemlenmiştir. HEMT'lerin DC karakterizasyonuyla, iletim direnci, bükülme gerilimi, maksimum akaç-kaynak akımı, eşik gerilimi, geçiş iletkenliği, bozulma gerilimi, kapı kaçak akımı ve akaç kaçak akımı elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, D-S arası mesafesi 6 µm olan 2x125 µm HEMT'in maksimum akaç-kaynak akımının daha düşük, iletim direncinin daha yüksek ve kaçak akım değerlerinin daha düşük olduğunu göstermiştir. Bu sonuçlar, D-S arası mesafesi 6 µm olan 2x125 µm olan HEMT'in, kapı baş uzunluğu ve alan levhası uzunluğunun, D-S arası mesafesi 3 µm olan HEMT'ten daha fazla olması ile açıklanabilir. Sonuç olarak, D-S arası mesafesi 6 µm olan 2x125 µm HEMT'lerin yüksek güç uygulamalarına ve D-S arası mesafesi 3 µm olan 2x125 µm HEMT'lerin ise yüksek frekans uygulamalarında tercih edilmesi gerektiği görülmektedir. Düşük kaçak akımlara ve iletim direncine ve yüksek maksimum akaç-kaynak akımı ve geçiş iletkenliğine sahip yüksek güç ve yüksek frekanslarda çalışabilen HEMT'lerin elde edilebilmesi için çalışmalara devam edilmelidir. Bunun için simülasyonlar ile uygun HEMT yapısının tayin edilmesi ve sonrasında fabrikasyonunun gerçekleştirilmesi gerekir.
Güneş Pillerinin Verimliliğinin Artırılması için Gözenekli Silisyum ve TiO₂ Kaplamaların Kullanılması
(2022) Aras, Kübra; Duman, Çağlar
Fotovoltaik (PV-Photovoltaics) hücre yüzeyine gelen güneş ışınlarının absorbe edilmeden geri yansımasıyla meydana gelen kayıplar, PV sistemlerden elde edilen enerji dönüşüm verimliliğini düşürmektedir. Meydana gelen bu enerji kaybını azaltmak ve hücre verimliliğini artırmak için yansıma önleyici kaplamalar (ARC-Anti Reflective Coatings) kullanılmalıdır. Bu çalışmada, belirli dalga boyu aralığındaki yansımaların azaltılabilmesi için silisyum altlık üzerine tek, çift ve üç katmanlı yansıma önleyici (AR-Anti Reflective) kaplama tasarımları önerilmiştir. Her katmanın optimum kalınlığı ve kırılma indisi, güneş AM1.5 spektrumunun en yüksek foton yoğunluğu bölgesi olan 680 nm dalga boyu dikkate alınarak belirlenmiştir. Tasarlanan gözenekli silisyum (PS-Porous Silicon) tek katmanlı, PS/PS çift katmanlı ve PS/TiO2/PS üç katmanlı yapıların yansıma karakteristikleri Transfer Matris Metodu kullanılarak MATLAB R2018a programı ile hesaplanmış ve en iyi sonuçlar PS/PS çift katmanlı AR kaplama için elde edilmiştir. Zamanda Sonlu Farklar Yöntemi (FDTD-Finite Difference Time Domain) ve TMM yöntemleri ile elde edilen sonuçların benzerliğinin kontrol edilebilmesi amacıyla FDTD ve TMM yöntemi kullanılarak farklı çaplara ve farklı gözeneklilik değerlerine sahip ince filmlerin tasarımı yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, TMM yönteminin yüksek dalga boyları için daha doğru sonuçlar verdiğini göstermiştir.
İki Boyutlu Ba2PbI4 Perovskit Katmanı İçeren Güneş Hücresi Yapısının Verim Optimizasyonu
(2024) Polat, Orhan; Duman, Çağlar
Perovskit güneş hücrelerinin güç dönüşüm verimliliği, son zamanlarda hızla artmıştır. Bu gelişme, cihaz mimarisinin optimizasyonu, boşluk ve elektron taşıma tabakalarının iyileştirilmesi ve yüksek kaliteli perovskit filmlerin üretilebilmesiyle mümkün olmuştur. Ancak, 3B perovskit güneş hücreleri neme, ısıya ve ışığa maruz kaldığında düşük kararlılık gösterirler. Bu kararlılık sorununa çözüm olarak, yapı içerisinde 2B perovskit katmanları kullanılabilir. Bu çalışmada, NIP yapısındaki FTO/ETL/3B perovskit/2B perovskit/HTL/Au güneş hücresi modellenmiştir. Önerilen yapı SCAPS-1D yazılımı kullanılarak AM1.5G güneş spektrumu aydınlatması (1000 W/m2) ve 300 K ortam sıcaklığı altında simüle edilmiştir. Farklı ETL ve HTL malzemelerinin karşılaştırmalı analiz sonuçlarına göre, sırasıyla SnO2 ve NiO en uygun katman malzemeleri olarak seçilmiştir. 3B perovskit katman kalınlığının artışıyla Voc ve FF değerleri düşerken Jsc değeri artmıştır. 2B perovskit katman kalınlığının artırılması durumunda ise simülasyon sonuçlarına göre güneş hücresi performansı olumsuz etkilenmiştir. Ayrıca, 3B perovskit katmanındaki kusur yoğunluğu artışının güneş hücresi performansını düşürdüğü görülmüştür. Simülasyonlarla perovskit güneş hücrelerinin kararlılık problemlerini en aza indirecek optimum güneş hücresi tasarlanmaya çalışılmıştır. 900 nm kalınlığa sahip 3B perovskit katman üzerine kaplama katmanı olarak 9 nm kalınlığında 2B perovskit katmanın yer aldığı FTO/SnO2/3B perovskit/2B perovskit/NiO/Au yapısına sahip NIP güneş hücresi tasarlanmıştır. Optimum güneş hücresi simülasyonu sonucunda Voc 1,40 V, Jsc 25,59 mA/cm², FF %79,59 ve PCE %28,58 olarak elde edilmiştir.
Laguerre Gauss Işınlarının Optik Haberleşme Sistemlerinde Kullanımı
(2021) Yazıcı, İbrahim; Duman, Çağlar
İnternetin gelişimi telekomünikasyonda veri kapasitesi talebini önemli ölçüde artırmıştır. 1x1014 Hz'de çalışan tipik bir optik kaynak tarafından aydınlatılan bir optik fiber teorik olarak 50x109 eşzamanlı telefon görüşmelerini destekleyebilir. Bu nedenle, tek bir fiber optik kablo, gezegendeki herkes için potansiyel olarak eşzamanlı sesli görüşmeleri destekler. Bununla birlikte, optik fiberin tam potansiyeline henüz ulaşmamıştır. Fiber optik veri taşıma kapasitesi, yeni lazer kaynakları, yeni malzemeler ve geliştirilmiş çoğullama ve kodlama metotları ile artırılabilir. Fiber optik iletişim, tek bir optik fiber dizisi üzerinde daha fazla bilgi paketlemek için zaman bölmeli çoğullama ve dalga boyu bölmeli çoğullama gibi gelişmiş çoğullama tekniklerini kullanmaktadır. Diğer bir çoğullama yaklaşımı, her biri benzersiz bir uzaysal desenle tanımlanan çoklu ışınların aynı anda çoğullanması ve iletilmesi şeklinde uzay bölme çoğullamadır. uzay bölmeli çoğullamanın bir alt kümesi, her ışının benzersiz bir uzaysal modda iletildiği mod bölmeli çoğullamadır. Bu çoğullama metodunun uygulanabilmesi için her mod, diğer tüm modlara ortogonal olmalı, az miktarda karışma ile verimli çoğullama ve çoğullama çözmeyi mümkün kılmalıdır. Mod bölmeli çoğullama elde etmek için bir yaklaşım, yörünge açısal momentumu taşıyan ortogonal yapılandırılmış ışın kümesinin kullanılmasıdır. Yörüngesel açısal momentuma sahip ışınlardan Laguerre Gauss ışınlar, modlarının ortogonalliğinden dolayı yüksek kapasite veri iletişiminde kullanılabilir. Bu çalışma kapsamında Laguerre Gauss ışınların farklı modlarının paternleri elde edilmiş, zamanda sonlu farklar metodu (Finite Difference Time Domain-FDTD) kullanılarak serbest uzayda yayılımları incelenmiş ve çoğullama ve çoğullama çözme amacı ile kullanımlarına dair bir simülasyon gerçekleştirilmiştir.
Laguerre Gauss Işınlarının Yüksek Dereceli Azimuthal İndekslerini Kullanan Yeni Bir Yörüngesel Açısal Momentum Kodlama Sistemi
(2025) Duman, Çağlar; Yazıcı, İbrahim
Optik vorteks (OV) ışınlarındaki yörüngesel açısal momentum (OAM), uzay modunun yeni bir boyutunu sunar çünkü farklı azimuthal OAM durumlarına sahip eş eksenli olarak yayılan optik vorteks ışınları karşılıklı olarak ortogonaldir. Optik iletişim sisteminin kapasitesini potansiyel olarak artırmak için ışınlar verimli bir şekilde çoğullanabilir ve çoklanabilir. Bu nedenle, şimdiye kadar, enine uzamsal modun azimutal ve radyal indeksleri birçok kez araştırılmıştır. Bu makale, Laguerre Gaussian (LG) ışınının azimuthal indislerine odaklanmaktadır. Optik iletişim sistemi için simülasyon yoluyla yüksek dereceli azimuthal indekslere sahip türbülans ve gürültü etkisi altında yeni bir OAM kodlama sistemi kurulmuştur. Vericide, farklı azimuthal indekslere sahip Laguerre Gaussian modunun bir dizi hologramı, her bir ışının bir veri bitini temsil ettiği çoklama ışınlarının koaksiyel iletimini sağlamak için kullanılır. Alıcıda, çoklanmış ışınları çoğullamadan arındırmak için iletilen ışınlara karşılık gelen eşlenik ışık alanının süperpozisyonu kullanılır. Faz kaydırma faktörü ve centroid algoritmasının kombinasyonu, her kanaldaki azimuthal indekslerin eş zamanlı olarak algılanmasını ve bilginin verimli bir şekilde çözülmesini gerçekleştirir. Makalede bir kodlama sisteminin performansına dair tartışmaları veriyoruz. Simülasyon sonuçları, dört ortogonal LG modu (M = 4) kullanıldığında 20 dB SNR’de 18,802 bit/s/Hz’lik bir MIMO kapasitesi elde edildiğini göstermektedir. Bu, tek modlu iletimlere göre yaklaşık üç kat artış sağlarken, türbülans mod saflığını −6,02 dB’den −1,25 dB’ye düşürür ve ortalama −4,77 dB’lik bir çapraz konuşma oluşturmuştur.
Led Dizileri Kullanılarak Yüksek Hızlı Li-Fi Sistem Tasarımı
(2021) Aydın, Büşra; Duman, Çağlar
Light Fidelity (Li-Fi), ışık yayan diyotların (light emitting diode-LED) veri aktarım aracı olarak kullanıldığı gelişmiş bir görünür ışık iletişimi (Visible Light Communication-VLC) teknolojisidir. VLC teknolojisinin tüm potansiyelinden yararlanmak ve uygulama alanlarını arttırmak için sistemin veri iletim hızında önemli bir artış sağlayacak atılımlara ihtiyaç vardır. Bu tez çalışmasında yüksek hızlı Li-Fi sistem tasarımı için yüksek optik güç imkânı sunan LED dizileri kullanılmıştır. Tasarlanan sistemin, aydınlatma ve veri iletimi açısından semboller arası girişim (InterSymbol Interference-ISI) göz önünde bulundurularak temel analizleri yapılmıştır. Literatürdeki modelleme çalışmalarında yaygın olarak OOK-NRZ kullanılmaktadır. Bu çalışmada ilk olarak OOK-NRZ kullanılan sistemin performansı incelenmiş daha sonra çalışmalar bir adım ileri taşınarak OOK-RZ ve 4-PPM uygulanmış böylece sistemin ISI etkisi azaltılmıştır. Sisteme OOK-NRZ uygulandığında 60° FOV açısı için çıkılabilecek en yüksek veri hızı 100Mbps'dir. OOK-RZ ve 4-PPM uygulandığında ise ISI etkisi azaltılıp iletişim hızı aynı FOV açısı için 500Mbps'ye yükseltilmiştir. Gerçekleştirilen veri hızı analizleri BER, SNR ve RMS gecikme yayılımı değerleri baz alınarak yapılmıştır. Yapılan çalışmalarda Li-Fi sistemlerin kullanılabilirliğini arttırarak, Li-Fi kullanımının yaygınlaşmasına katkı sağlanması amaçlanmaktadır. Gerçekleştirilen literatür araştırması sonucunda OOK-RZ ve 4-PPM modülasyonla çalıştırılan LED dizileri için BER ve RMS gecikme yayılımının daha önce incelenmediği görülmüştür ve bu çalışma Li-Fi sistemleri için literatürdeki bu eksikliği gidermektedir.
Renyum Tabanlı İki Boyutlu Malzeme Özelliklerinin Elde Edilmesi ve Fotodedektör Yapılarında Kullanımları
(2025) Turan, Muhsin; Duman, Çağlar
Bu tez, tek katmanlı ReS₂ ve ReSe₂ malzemelerinin kristal doğrultularına bağlı elektronik, optik ve yapısal özelliklerini karşılaştırmalı olarak birinci ilke hesaplamalarıyla incelemektedir. Yoğunluk fonksiyonel teorisi (DFT) kapsamında hem PBE hem de HSE06 fonksiyonelleri kullanılarak, bu malzemelerin elektronik bant yapıları, dielektrik tepkileri, absorpsiyon spektrumları, kızılötesi (IR) aktif fonon modları ve X-ışını kırınım (XRD) desenleri hesaplanmıştır. HSE06 düzeltmeli bant aralıkları ReS₂ için 1,846 eV, ReSe₂ için ise 1,628 eV olarak bulunmuştur. Hesaplanan dielektrik fonksiyonlar, özellikle x ve y yönlerinde z yönüne göre daha büyük genlikler göstermiş ve belirgin düzlem içi anizotropiyi ortaya koymuştur. Absorpsiyon katsayıları, görünür ve UV spektral aralığında 10⁵–10⁶ cm⁻¹ mertebesine ulaşarak, bu malzemelerin güçlü fakat anizotropik ışık-madde etkileşimlerine sahip olduğunu göstermiştir. IR spektrumları x, y ve z yönlerine özgü fonon modları ortaya koyarken, simüle edilen XRD desenleri baskın (00l) yansımalar aracılığıyla katmanlı yapıları doğrulamıştır. Literatürde sıklıkla yalnızca düzlem içi optik yanıtların ele alındığı ya da yalnızca tek bir bileşiğe odaklanıldığı çalışmaların aksine, bu tezde hem bütüncül hem de karşılaştırmalı bir yaklaşım sunarak düşük simetrili 1T fazındaki ReX2 malzemelerin anizotropik davranışlarını ayrıntılı şekilde incelenmiştir. Ayrıca, DFT ile hesaplanan fiziksel parametreler kullanılarak SCAPS-1D simülasyon yazılımı ile Gr/ReX2/PSi/p-cSi/Au konfigürasyonuna sahip fotodedektör yapıları modellenmiştir. Simülasyon sonuçları, her iki yapının da %85–88 aralığında harici kuantum verimliliğine (EQE), 0,74–0,75 V açık devre gerilimine (VOC), 40–43 mA/cm² kısa devre akım yoğunluğuna (JSC), yaklaşık %83 doluluk faktörüne (FF) ve %25'in üzerinde güç dönüşüm verimine (PCE) sahip olduğunu göstermiştir.
Sılar ve Dönel Kaplama Metotları Kullanılarak Büyütülen Çinko Oksit (ZnO) İnce Filmlerde Uyarılmış Emisyonun İncelenmesi
(2019) Özden, Melih; Duman, Çağlar
Bu çalışmada, silisyum altlık üzerine SILAR ve dönel kaplama yöntemleri kullanılarak çinko oksit yarıiletken tabakası büyütülmüştür. Altlık olarak p-tipi ve n-tipi silisyum kullanılmış, elde edilen numunelerin analizi ile iki yöntemin üstünlükleri ve eksiklikleri incelenmiştir. Elde edilen yapıların yüzey morfolojilerinin ve kristal yapılarının incelenmesi için sırasıyla taramalı elektron mikroskobu (scanning electron miscroscope - SEM) ve X-ışını kırınımı (X ray diffraction - XRD) ölçümleri yapılmış ve optik özelliklerinin incelenmesi için fotolüminesans (photoluminescence - PL) ölçümleri alınmıştır. SEM ölçüm sonuçlarından yüzeylerin homojen yapıda olduğu ve yüzeylerde nano çubukların oluştuğu, XRD ölçümlerinden ZnO piklerinin varlığı gözlemlenmiştir. PL ölçümlerinden de numunelerin 380 nm dalgaboyu civarında emisyon yaptığı görülmüştür. Tüm ölçüm sonuçları göz önüne alındığında, dönel kaplama yönteminin SILAR yöntemine göre daha avantajlı olduğu ortaya çıkmıştır. Ayrıca iki boyutlu ZnO ince film yapısı modellenmiş ve ZnO rastgele lazer simülasyonu zaman uzayında sonlu farklar metodu ile gerçekleştirilmiştir. Elde edilen model farklı pompalama miktarları için simüle edilmiş ve uyarılmış emisyon eşiğinin üstünde ve altında emisyon özellikleri incelenmiştir.
Sılar ve Dönel Kaplama Yöntemleri Kullanılarak Büyütülen ZnO İnce Filmlerin Yapısal, Yüzeysel ve Optik Karakterizasyonu
(2022) Özden, Melih; Duman, Çağlar
Bu çalışmada, ZnO ince filmler sırasıyla (1 1 1) yönelimli n-tipi ve (1 0 0) yönelimli p-tipi Si altlıklar üzerine SILAR ve dönel kaplama (spin-coating) yöntemleri kullanılarak büyütülmüştür. Numunelerin XRD, SEM ve PL ölçümleri alınmıştır. XRD sonuçları, ZnO piklerinin varlığını göstermiştir. SEM sonuçları, yüzeylerin her iki yöntemde de homojen olduğunu ve SILAR yöntemiyle büyütülen örneklerde nano çubukların bulunduğunu göstermiştir. PL sonuçları, numunelerin farklı dalga boylarında ışık yaydığını göstermiştir. Örneklerden farklı güçler altında PL ölçümleri alınmış ve yorumlanmış ve bir örneğin artan uyartım gücü ile daha yüksek bir emisyon yoğunluğuna ulaştığı tespit edilmiştir.