Süperiyonik sistemlerin moleküler dinamik yöntemi ile transport ve termodinamik özelliklerinin incelenmesi
The investigation of transport and thermodynamic properties of superionic systems using molecular dynamic simulation
Yazar: HAKAN ÖMER ÖZTEK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. HÜSEYİN BİRTAN KAVANOZ
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Tezde,  klasik moleküler dinamik simülasyonu kullanılarak Ag3SI sisteminin katı, süperiyonik ve sıvı fazları için sıcaklığa bağlı yapısı, termodinamik ve transport özellikleri incelendi. Çalışmada moleküler dinamik simülayonda gerekli olan analitik çiftli potansiyeli için Vashistha-Rahman etkin çiftli potansiyeli kullanıldı. Potansiyel parametrelerinin belirlenmesinde, deneysel olarak tayin edilen fiziksel büyüklüklerden faydalanıldı. Etkileşmelerin doğasını en doğru tarif eden ab-initio hesaplamalarından elde edilen Ag3SI nın bağlanma enerjisi temel alınarak, ilgilendiğimiz sistemin bağlanma enerjisinin minimumu bu değer ile test edildi. Aynı zamanda Murnaghan durum denkleminden faydalanarak bulk modülü hesaplandı ve potansiyel parametreleri bu değeri verecek şekilde belirlendi. Tayin edilen parametrelerle yapılan simülasyon sonucunda hesaplanan fiziksel özellikler sıcaklığa bağlı olarak elde edildi. Ag3SI sisteminin bu güne kadar yapılan çalışmalarda yapı ve iyonik iletkenlik dışında fiziksel bilgileri bulunmamaktadır. Moleküler dinamik hesaplamalarının sonucunda bu elde edilen fiziksel büyüklükler daha önceki deneysel ve teorik çalışmalarla karşılaştırıldığında uyum içinde olduğu görüldü ve şimdiye kadar hesaplanmamış özellikleri de hesaplamaya cesaret verdi. Ag3SI sistemi 157 K gama-beta , 519 K beta-alfa  ve 829 K de sıvı faza geçtiği bilinmektedir. Elde ettiğimiz potansiyel parametrelerinin bu faz geçişlerini de kabaca vermiş olması Vashistha-Rahman potansiyelinin katı, sıvı ve süperiyonik fazlara sahip olan sistemlerde kullanılması motive edicidir.

Abstract:
In this thesis, the solid, thermodynamic, and transport properties and temperature-dependent structure for super ionic and liquid phases of Ag3SI system were investigated using classical molecular dynamics simulation. Vashistha - Rahman effective pair potential was utilized for analytical pair potential necessary for dynamic simulation. Experimentally determined physical sizes were utilized to determine potential parameters. 
Taking binding energy of Ag3SI obtained from ab-initio that most accurately describes the nature of interactions as a basis, the minimum of binding energy of the system we are concerned with was tested with this value. At the same time, bulk module was found using Murnaghan condition equation and potential parameters were determined in a way to give this value. Physical properties, calculated as a result of simulation done with determined parameters, were obtained according to the temperature. Up to date, there has been no information about physical properties of Ag3SI except for structure and ionic conductivity in research on Ag3SI system. When the physical sizes obtained as a result of molecular dynamic calculations were compared with the results of previous experimental and theoretical studies, an agreement was observed and this allowed calculating the properties that have not been studied before. It is known that Ag3SI system transits to gamma-beta at 157 K,  beta-alpha  at 519 K and a liquid phase at 829 K. The fact that the potential parameters obtained roughly demonstrated these phase transitions is a motivation to use Vashishta-Rahman potential in systems with solid, liquid, and super ionic phases.