İnanç Adagideli
  • Kuantum Taşınımı, Mezoskopik Fizik, Spintronik, Topolojik Malzemeler, Kuantum Termodinamiği, Kuantum Enformasyonu ve Hesaplama
    • Önerdiğimiz spintronik aygıtın şematik gösterimi. Uygulanan akım nedeniyle topolojik yalıtkanın (yeşil) sınırlarında spin birikir. Spinler yan bölmeye (mavi) aktarılabilir. Çıkarılan spinlerin kutuplanmasını değiştirmek için kapı potansiyeli ayarlanabilir.
    • Grubumuzun tasarladığı, çekirdek spinleriyle etkileşen bir kuantum spin Hall yalıtkanına dayalı kuantum ısı makinesinin şematik gösterimi. Kuantum Enformasyon Makinesi adını verdiğimiz bu aygıt, çekirdek spin alt sisteminin bilgi entropisini kullanılabilir elektriksel işe dönüştürme ilkesine dayanır.
    • Topolojik kuantum hesaplama için önerdiğimiz aygıt ve dört kenar girdabı arasındaki örgülemeyi gösteren protokol. Sağ panelde kenar girdaplarının zaman çizgileri gösterilmiştir.

    Sabancı Üniversitesi Kuramsal Yoğun Madde grubu, nano ölçekli sistemlerde ve topolojik yalıtkanlar ile süperiletkenler adı verilen yeni malzemelerde ortaya çıkan temel fizik problemlerini araştırır.

    Kuantum Termodinamiği ve Kuantum Taşınımı; kuantum sistemlerinde spin ve vadi gibi iç serbestlik dereceleri ile ısı akışı ve entropi arasındaki ilişkileri anlamayı amaçlar. Bu çalışmaların yeni nanoelektronik aygıtlara, kuantum rejiminde çalışan ve yeni işlevler sunabilen ya da daha verimli olabilen ısı makinelerine yol açması beklenmektedir.

    Kuantum Enformasyonu ve Hesaplama alanında grubumuz, kuantum bilgisini yüksek doğrulukla işleyebilen aygıtlar geliştirmek için temel fiziksel olaylardan yararlanmaya odaklanır.

    Grubumuzun başlıca araştırma alanlarından biri topolojik malzemelerin fiziğidir. Elektron, boşluk veya Cooper çifti biçimindeki yük taşıyıcılarının kuantum dinamiğini ve bu sistemlere özgü yeni taşınım olaylarını inceliyoruz. Bu olaylardan nanoelektronik ve spintronik uygulamalar için yeni aygıtlar tasarlamakta yararlanarak geleceğin elektroniğine katkı sağlamayı amaçlıyoruz.

    Bir diğer temel ilgi alanımız kuantum termodinamiğidir. Mikroskobik dünyada kuantum ısı makinesi olarak çalışan aygıtlar öneriyor ve inceliyoruz. Kuantum Enformasyon Makinesi adını verdiğimiz böyle bir aygıt, depolanmış kaynakları (belleği) kullanarak ısıyı elektriksel işe dönüştürebilir; böylece nanoaygıt biçiminde gerçekleştirilmiş bir Maxwell cinini taklit eder. Bu aygıtın geleneksel enerji depolama yöntemlerinden daha yüksek performans göstereceğini ortaya koyuyoruz (iki ABD patenti alınmıştır).

    Grubumuz ayrıca kenar girdabı adı verilen sıra dışı uyarılmaları inceleyerek kuantum hesaplama için yeni yollar araştırır. Bu yapılar, bir topolojik süperiletkenin kenarında oluşturulabilir ve topolojik kuantum hesaplamada kullanılabilen Abelci olmayan istatistiksel özellikler gösterir.
Alhun Aydın
    • Şekil 1: Akustik kafes deformasyonlarının oluşturduğu, uzayda sürekli ve dinamik bir düzensizlik alanında eşevreli olarak ilerleyen taşıyıcı dalga paketinin anlık görüntüsü. Yük taşıyıcısı bu düzensiz ve dinamik ortamda yarı elastik olarak saçılır.
    • Şekil 2: Her sütununda farklı şekle sahip çekirdek-kabuk nanoyapılardan oluşan bir termoşekil eklemi. Kuantum şekil etkisi nedeniyle taşınım özellikleri her sütunda farklı biçimde değişir; sıcaklık ve şekil farklılıkları bir termoşekil gerilimi oluşturur.

    Sabancı Üniversitesi Kuantum Enerji Araştırma Grubu; yoğun madde fiziği, istatistiksel fizik, kuantum termodinamiği ve taşınımı ile nano enerji bilimi ve teknolojisinde kuramsal ve hesaplamalı çalışmalar yürütür. Kuantum malzemelerin teorisi ve yeni kuantum enerji aygıtlarının tasarlanması ve modellenmesi başlıca araştırma alanlarımız arasındadır.

    Kuantum malzemeler, özellikleri klasik yaklaşımlarla açıklanamayan malzemelerdir. Enerji kuantalanması, kuantum eşevreliliği, korelasyonlar ve dolanıklık gibi kuantum olayları bu malzemelerde rol oynar. Kuantum sınırlı nanoyapılar, tuhaf metaller, burulmuş çift katmanlı grafen ve topolojik malzemeler bu gruba örnektir. Bu sistemlerin fiziksel özelliklerini doğru biçimde açıklayan ve öngören kuramsal çerçeveler geliştirmeye odaklanıyoruz.

    Kuantum termodinamiği ve taşınımı çalışmalarımız, kuantum mekaniğinin termodinamik ilkeleri ve parçacık veya enerji taşınımı mekanizmalarıyla kesiştiği alandadır. Kuantum ölçeğinde hem termodinamik hem de taşınım özellikleri kuantum etkileriyle değişir. Yeni kuantum termodinamik çevrimleri ve ısı makineleri geliştirmek, ileri kuantum aygıtları tasarlamak, kuantum kaosu ve ısıl dengeye ulaşmayan sistemleri araştırmak çalışmalarımız arasındadır.

    Nano ölçekte enerji uygulamalarında geleneksel yaklaşımların ötesine geçen yöntemler geliştiriyoruz. Tek malzemeli tek kutuplu termoelektrik kavramını ortaya koyduk: yalnızca geometrik özellikleri değiştirerek, sıcaklık gradyanı altındaki aynı malzemelerden termoelektrik gerilim elde edebiliyoruz. Çeşitli kuantum etkileri üzerine araştırmalarımız, daha üstün nano ölçekli termoelektrik aygıtlar için olanaklar sunar.

    Ayrıntılı bilgi için grubun web sitesini ziyaret edebilirsiniz: Web sitesi