Rodyum nanotellerinin mekanik özelliklerinin moleküler dinamik simülasyonlarıyla incelenmesi
Investigation of the mechanical properties of rhodium nanowires by molecular dynamics simulations
Yazar: ALPER KORAY GÜNER
Danışman: DOÇ. DR. SEDAT ŞENGÜL
Trakya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Bilgisayar destekli benzetim = Computer aided simulation ; Moleküler dinamik benzetimi = Molecular dynamic simulation ; Plastik deformasyon = Plastic deformation

Özet:
Nanotellerin, aynı cins atomlardan oluşmuş iri hacimli (bulk) malzemelere göre çok daha farklı elektronik, optik ve yapısal özellikler gösterdiği bilinmektedir. Bu nedenle nanotellerin kullanıldığı yeni elektro-mekanik cihazların tasarımı ve üretimi bu sistemlerin dayanım, esneklik ve kırılma gibi mekanik özelliklerinin bütünüyle anlaşılmasını gerektirmektedir. Ayrıca, sonlu ve boyuta bağlı mekanik özeliklerinin karakterizasyonu öne sürülen teorik önermelerin geçerliliğinin anlaşılması için de önemli bir dayanaktır. Bu çalışma ile çeşitli alanlarda kullanımı yaygın olan rodyum nanotellerinin mekanik özelliklerinin bilgisayar destekli moleküler dinamik simülasyonları ile belirlenmesi ve deformasyon süreci ile ilişkisinin yorumlanması hedeflenmiştir. Rh nanotellerinin gerilim-gerinim davranışının bulk sisteme kıyasla radikal değişikliğe sahip olduğu görülmüş olup nanotellerin mekanik özelliklerinin belirlenmesinde germe oranına kıyasla boyut etkilerinin söz sahibi olmasının yanında düşük boyutlarda yüksek germe oranı kullanıldığında daha sünek ve kırılmaya dayanıklı Rh nanotellerin elde edilebileceği gözlenmiştir.
Nanotelin mekanik özelliklerinin anlaşılması ve karakterizasyonu üzerine odaklanarak, deformasyon mekanizması ile ilişkisini ortaya koyması planlanan bu çalışma, benzer sistemler üzerine yapılacak deneysel ve teorik önermelere zemin oluşturacaktır.

Abstract:
Nanowires are known to exhibit much different electronic, optical and structural properties than their bulk counterparts. The design and manufacture of new electro-mechanical devices using nanowires require a full understanding of the mechanical properties of these systems, such as strength, flexibility and fracture. In addition, the characterization of the finite and size dependent mechanical properties is an important basis for understanding the validity of the proposed theoretical propositions. The aim of this study is to determine the mechanical properties of rhodium (Rh) nanowires, which are widely used in various fields, by means of computer-aided molecular dynamic simulations and to interpret their relationship to the deformation process. It has been observed that the stress-strain behavior of Rh nanowires radically different with respect to the bulk material. It is observed that the size of nanowire is more effective to determine desired mechanical properties with respect to the strain rate and the ductile and break-proof Rh nanowires can be obtained by using the high strain rate and small size of nanowires.
This study focuses on the understanding and characterization of the mechanical properties of nanowires and is intended to form the basis for experimental and theoretical statements on similar systems.