Araştırma Makalesi

Fosfor Tabanlı Katkılanmış Nanoyapılarla Nematik Sıvı Kristallerin Dielektrik Davranışının İncelenmesi: Deneysel ve DFT Tabanlı Bir Çalışma

Cilt: 29 Sayı: 4 13 Ağustos 2026
PDF İndir
EN TR

Fosfor Tabanlı Katkılanmış Nanoyapılarla Nematik Sıvı Kristallerin Dielektrik Davranışının İncelenmesi: Deneysel ve DFT Tabanlı Bir Çalışma

Öz

Nanoskopik dolgular içeren nematik sıvı kristaller, arayüzey polarizasyonunu ve yük dinamiklerini düzenlemek için çok yönlü bir platform sunmaktadır. Bu çalışmada, kristal yapılı siyah fosfor (Black Phosphorus, BP), amorf kırmızı fosfor (Red Phosphorus, RP) ve BP–çok duvarlı karbon nanotüp (BP–MWCNT) gibi hibrit ve fosfor temelli nanoyapıların nematik 5CB’nin (4-siyano-4′-pentilbifenil) dielektrik özellikleri üzerindeki etkileri, geniş bant dielektrik spektroskopisi ve yoğunluk fonksiyonel teorisi (DFT) hesaplamalarıyla incelenmiştir. BP, tabakalı ve belirgin anizotropik elektronik yapısından kaynaklanan Maxwell–Wagner–Sillars arayüzey polarizasyonu sayesinde düşük frekanslarda en belirgin dielektrik geçirgenliği artışını göstermektedir. Kristal düzeni bulunmayan RP ise sınırlı bir dielektrik geçirgenliği iyileşmesi sağlamakta ve buna yüksek dielektrik kayıplar eşlik etmektedir. BP–MWCNT hibriti, işbirlikçi dipol oluşumu ve yük dengeleme etkileşimleri sayesinde yükselmiş ε′ değerini düşük dielektrik kayıpla birleştirerek daha dengeli bir dielektrik yanıt sunmaktadır. DFT hesaplamaları, BP’nin belirgin bir dielektrik anizotropiye (εxx > εyy >> εzz) sahip olduğunu ve yaklaşık −2,98 eV düzeyindeki BP–5CB adsorpsiyon enerjisinin güçlü arayüzey elektronik etkileşimler yoluyla kararlı arayüzey dipollerinin oluşumunu desteklediğini göstermektedir. DC alan altında BP katkılı kompozitlerde gözlenen asimetrik gevşeme davranışı, arayüzey anizotropisi kaynaklı yerelleşmiş simetri kırılmasına işaret etmektedir. Bu sonuçlar, fosfor bazlı nanodolguların nematik sıvı kristallerde dielektrik yanıtın etkin biçimde mühendisliğinde güçlü bir yaklaşım sunduğunu ortaya koymaktadır.

Anahtar Kelimeler

Destekleyen Kurum

Kocaeli Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi

Proje Numarası

FKA-2024-3938 ve FKA-2024-4063

Etik Beyan

Bu makalenin yazarları çalışmalarında kullandıkları materyal ve yöntemlerin etik kurul izni ve/veya yasalözel bir izin gerektirmediğini beyan ederler.

Teşekkür

FKA-2024-3938 ve FKA-2024-4063 numaralı projeler ile vermiş oldukları destekten dolayı Kocaeli Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi’ne teşekkür ederiz.

Kaynakça

  1. [1] Dierking I., Scalia G., Morales P., LeClere D., “Aligning and reorienting carbon nanotubes with nematic liquid crystals”, Advanced Materials, 16: 865–869, (2004).
  2. [2] Önsal G., “Investigation of dielectric properties of MBBA-5CB nematic liquid crystal structures”, Mugla Journal of Science and Technology, 8: 49–53, (2022).
  3. [3] Chen H. Y., Lee W., “Suppression of field screening in nematic liquid crystals by carbon nanotubes”, Applied Physics Letters, 88: 1–3, (2006).
  4. [4] Ocaya R. O. et al., “Impact of TiO₂, ZnO, and methylene blue doping on the dielectric anisotropy of planar 8CB nematic liquid crystal”, Optical Materials, 150: 115320, (2024).
  5. [5] Seidalilir Z., Taher S. A., “Enhanced electro-chemical characteristics and superior electro-optical switching performance of nematic liquid crystal doped with MgO nanoparticles”, Optical and Quantum Electronics, 56: 1–26, (2024).
  6. [6] Dehghani Z., Madani A., “Enhanced electro-optical properties of nematic liquid crystal doped with nitrogen-doped graphene quantum dots”, Optik, 286: 171015, (2023).
  7. [7] Basu R., Iannacchione G. S., “Nematic anchoring on carbon nanotubes”, Applied Physics Letters, 95: 1–3, (2009).
  8. [8] Jayalakshmi V., Prasad S. K., “Understanding the observation of large electrical conductivity in liquid crystal–carbon nanotube composites”, Applied Physics Letters, 94: 1–3, (2009).

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Malzeme Fiziği, Hesaplamalı Malzeme Bilimleri

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

13 Ağustos 2026

Gönderilme Tarihi

26 Kasım 2025

Kabul Tarihi

28 Ocak 2026

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2026 Cilt: 29 Sayı: 4

Kaynak Göster

APA
El Abboubi, M., Aydın, D. B., Erdem, M., Aydın, G., Kocakoç Toprakoğlu, M., Candan, İ., & San, S. E. (2026). Fosfor Tabanlı Katkılanmış Nanoyapılarla Nematik Sıvı Kristallerin Dielektrik Davranışının İncelenmesi: Deneysel ve DFT Tabanlı Bir Çalışma. Politeknik Dergisi, 29(4), 1-10. https://doi.org/10.2339/politeknik.1830467
AMA
1.El Abboubi M, Aydın DB, Erdem M, vd. Fosfor Tabanlı Katkılanmış Nanoyapılarla Nematik Sıvı Kristallerin Dielektrik Davranışının İncelenmesi: Deneysel ve DFT Tabanlı Bir Çalışma. Politeknik Dergisi. 2026;29(4):1-10. doi:10.2339/politeknik.1830467
Chicago
El Abboubi, Mouna, Doğan Burak Aydın, Mehmet Erdem, vd. 2026. “Fosfor Tabanlı Katkılanmış Nanoyapılarla Nematik Sıvı Kristallerin Dielektrik Davranışının İncelenmesi: Deneysel ve DFT Tabanlı Bir Çalışma”. Politeknik Dergisi 29 (4): 1-10. https://doi.org/10.2339/politeknik.1830467.
EndNote
El Abboubi M, Aydın DB, Erdem M, Aydın G, Kocakoç Toprakoğlu M, Candan İ, San SE (01 Ağustos 2026) Fosfor Tabanlı Katkılanmış Nanoyapılarla Nematik Sıvı Kristallerin Dielektrik Davranışının İncelenmesi: Deneysel ve DFT Tabanlı Bir Çalışma. Politeknik Dergisi 29 4 1–10.
IEEE
[1]M. El Abboubi vd., “Fosfor Tabanlı Katkılanmış Nanoyapılarla Nematik Sıvı Kristallerin Dielektrik Davranışının İncelenmesi: Deneysel ve DFT Tabanlı Bir Çalışma”, Politeknik Dergisi, c. 29, sy 4, ss. 1–10, Ağu. 2026, doi: 10.2339/politeknik.1830467.
ISNAD
El Abboubi, Mouna - Aydın, Doğan Burak - Erdem, Mehmet - Aydın, Gülcan - Kocakoç Toprakoğlu, Mahpeyker - Candan, İdris - San, Sait Eren. “Fosfor Tabanlı Katkılanmış Nanoyapılarla Nematik Sıvı Kristallerin Dielektrik Davranışının İncelenmesi: Deneysel ve DFT Tabanlı Bir Çalışma”. Politeknik Dergisi 29/4 (01 Ağustos 2026): 1-10. https://doi.org/10.2339/politeknik.1830467.
JAMA
1.El Abboubi M, Aydın DB, Erdem M, Aydın G, Kocakoç Toprakoğlu M, Candan İ, San SE. Fosfor Tabanlı Katkılanmış Nanoyapılarla Nematik Sıvı Kristallerin Dielektrik Davranışının İncelenmesi: Deneysel ve DFT Tabanlı Bir Çalışma. Politeknik Dergisi. 2026;29:1–10.
MLA
El Abboubi, Mouna, vd. “Fosfor Tabanlı Katkılanmış Nanoyapılarla Nematik Sıvı Kristallerin Dielektrik Davranışının İncelenmesi: Deneysel ve DFT Tabanlı Bir Çalışma”. Politeknik Dergisi, c. 29, sy 4, Ağustos 2026, ss. 1-10, doi:10.2339/politeknik.1830467.
Vancouver
1.Mouna El Abboubi, Doğan Burak Aydın, Mehmet Erdem, Gülcan Aydın, Mahpeyker Kocakoç Toprakoğlu, İdris Candan, Sait Eren San. Fosfor Tabanlı Katkılanmış Nanoyapılarla Nematik Sıvı Kristallerin Dielektrik Davranışının İncelenmesi: Deneysel ve DFT Tabanlı Bir Çalışma. Politeknik Dergisi. 01 Ağustos 2026;29(4):1-10. doi:10.2339/politeknik.1830467
 
TARANDIĞIMIZ DİZİNLER (ABSTRACTING / INDEXING)
181341319013191 13189 13187 13188 18016 

download Bu eser Creative Commons Atıf-AynıLisanslaPaylaş 4.0 Uluslararası ile lisanslanmıştır.