Nano kompozit malzemelerin manyetik özelliklerinin modellenmesi
Modelling of the magnetic properties of nano composite materials
Yazar: ERTUĞRUL CEM BOLCAL
Danışman: DOÇ. DR. M. HASAN ASLAN
Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü / Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Malzeme özellikleri = Material properties ; Manyetik dipol = Magnetic dipol ; Modelleme = Modelling ; Nanokompozitler = Nanocomposites

Özet:
Nano boyutta manyetik parçacıklar ihtiva eden manyetik olmayan birmaddeden ibaret olan nano kompozit malzemeler sıradışı manyetik özelliklere sahipolmalarından dolayı günümüzde ilgi odağı haline gelmişlerdir.Bu tez çalışmasının ana amacı sözkonusu malzemelerin temel manyetostatiközelliklerinin teorik olarak araştırılmasıdır. Nanoferromanyetik parçacıklarınmonodomain yapıda olmaları ve aralarında exchange etkileşmenin söz konusuolmayıp tamamen dipol-dipol etkileşmesinin gerçekleşiyor olması modelin analitikşekilde incelenmesini son derece zorlaştırmaktadır. Bu nedenle tez çalışmasındanano yapılı manyetik malzemeler, istatistik fiziğin simülasyon tekniklerininkullanılması sureti ile incelenmiştir. Bu amaç doğrultusunda Moleküler Dinamik,Monte-Carlo ve Statik Relaksasyon bilgisayar programları tasarlanıp bir, iki ve üçboyutlu sistemlerle simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Özel `Statik Relaksasyon'algoritmasının kullanılması sureti ile bir, iki ve üç boyutlu manyetik dipolsistemlerinin temel durumları saptandıktan sonra Monte Carlo simülasyonu ile busistemlerin farklı sıcaklıklardaki davranışı incelenmiştir.Bu araştırmalarda dipol sisteminin temel durumunda dipollerin antiferromanyetik dizilimde olduğu, aynı zamanda birbirinden yine anti ferromanyetikyapıda domain duvarları ile ayrılan çok sayıda yarı kararlı durumların mevcut olduğugörülmüştür. Sistemin bir dış manyetik alan etkisindeki makroskopik davranışının isesüper paramanyetik olduğu ve histerisisin neredeyse gözlenmediği yumuşak birmanyetik malzeme olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
Nano boyutta manyetik parçacıklar ihtiva eden manyetik olmayan birmaddeden ibaret olan nano kompozit malzemeler sıradışı manyetik özelliklere sahipolmalarından dolayı günümüzde ilgi odağı haline gelmişlerdir.Bu tez çalışmasının ana amacı sözkonusu malzemelerin temel manyetostatiközelliklerinin teorik olarak araştırılmasıdır. Nanoferromanyetik parçacıklarınmonodomain yapıda olmaları ve aralarında exchange etkileşmenin söz konusuolmayıp tamamen dipol-dipol etkileşmesinin gerçekleşiyor olması modelin analitikşekilde incelenmesini son derece zorlaştırmaktadır. Bu nedenle tez çalışmasındanano yapılı manyetik malzemeler, istatistik fiziğin simülasyon tekniklerininkullanılması sureti ile incelenmiştir. Bu amaç doğrultusunda Moleküler Dinamik,Monte-Carlo ve Statik Relaksasyon bilgisayar programları tasarlanıp bir, iki ve üçboyutlu sistemlerle simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Özel `Statik Relaksasyon?algoritmasının kullanılması sureti ile bir, iki ve üç boyutlu manyetik dipolsistemlerinin temel durumları saptandıktan sonra Monte Carlo simülasyonu ile busistemlerin farklı sıcaklıklardaki davranışı incelenmiştir.Bu araştırmalarda dipol sisteminin temel durumunda dipollerin antiferromanyetik dizilimde olduğu, aynı zamanda birbirinden yine anti ferromanyetikyapıda domain duvarları ile ayrılan çok sayıda yarı kararlı durumların mevcut olduğugörülmüştür. Sistemin bir dış manyetik alan etkisindeki makroskopik davranışının isesüper paramanyetik olduğu ve histerisisin neredeyse gözlenmediği yumuşak birmanyetik malzeme olduğu tespit edilmiştir.