Atomik simülasyon yöntemleri ile sıvı hcp metal ve metal alaşımlarının incelenmesi
An investigation of liquid hcp metals and metal alloys by atomic simulation methods
Yazar: SEDAT ŞENGÜL
Danışman: PROF. DR. SERAP ŞENTÜRK DALGIÇ
Trakya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Bölümü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu tezde, bazı sıvı hcp metal (Mg, Cd, In, Sc, Dy, Cd, Zn, Ge As, Se, Te) ve metal alaşımlarının (CdTe, ZnTe, AsTe, GeSe, SeTe AlMg) statik ve dinamik yapısal özellikleri integral denklemleri ve atomik simülasyon metodlarına dayalı modeller ile hesaplanmıştır. Modelleme çalışmalarında giriş datası olarak kullanılan atomlararası etkileşme potansiyelleri; Finnis-Sinclair yaklaşımı ile Gömülü Atom Metodundan, Fiolhais pseudopotansiyeli kullanılarak ikinci mertebeden pseudopotansiyel teorisinden türetilmiştir. Ayrıca birinci mertebeden pseudopotensiyel yaklaşımı kullanılarak Yoğunluk Fonksiyonel Teorisine dayalı Yüksüz Pseudo Atom metodu ile elde edilen atomlararası potansiyeller ile de çalışılmıştır.Dinamik özelliklerin teorik modeller ile hesaplanmasında, statik özelliklere ihtiyaç duyan mod-bağlaşımı yöntemi kullanılmıştır. Bu yöntem ile ele alınan sistemlerin zamana bağlı özellikleri olan kare ortalama yerdeğiştirmeleri, hız otokorelasyon fonksiyonu, orta menzil saçılma fonksiyonları, dinamik yapı faktörleri ve difüzyon katsayıları hesaplanmıştır.Atomik simülasyon yöntemi ile yapılan hesaplamalarda; Yoğunluk fonksiyonel teorisine dayalı Orbital-Free ab initio moleküler dinamik simülasyonu ve klasik moleküler dinamik simülasyon yöntemleri kullanılmıştır.İncelenen sıvı sistemler için elde edilen sonuçlar literatürdeki sonuçlar ile karşılaştırılmış; bu tezde öne sürülen, etkin çiftler potansiyeli yaklaşımına dayalı teorik ve atomik simülasyon modellerinin ele alınan hcp metal ve alaşımlarının statik ve dinamik yapısal özelliklerini kabul edilebilir derece doğru açıklayabileceği gösterilmiştir.

Abstract:
In this thesis, the static and dynamics properties of some liquid hcp metals (Mg, Cd, In, Sc, Dy, Cd, Zn, Ge As, Se, Te) and metal alloys (CdTe, ZnTe, AsTe, GeSe, SeTe, AlMg) have been calculated using the theoretical models based on the integral equations and atomic simulation methods. The interatomic interactions used as input data for the modelling calculations: are derived from the Finnis ? Sinclair approximation based on Embedded Atom Method and the second order pseudopotential theory using Fiolhais pseudopotential. On the other hand, the interatomic interactions have also determined from the Neutral Pseudo Atom Method based on the Density Functional Theory using the first order pseudopotential approximation.In order to calculate dynamic properties within the theoretical models, mode-coupling method that needs static properties is used. The time dependent properties of these liquid systems, i.e. mean square displacements, velocity auto correlation functions, intermediate scattering functions, dynamic structure factors and self-diffusion coefficients have been obtained by this method.The atomic simulation calculations are performed with the Orbital-free ab inito molecular dynamics simulation based on Density Functional Theory and classical molecular dynamics simulations.The results for the interested liquid systems have been compared with those obtained by others in literature, and it is shown that the theoretical and atomic simulation models based on effective pair potential approximation proposed in this thesis can reasonably explain the static and dynamic properties of considered hcp liquid metals and alloys.