55 Atomlu İkosahedral Yapıdaki Ag-Co Nanoparçacıkların Sinterlenmesi
The Coalescence of 55-atom Icosahedral Ag-Co Nanoparticles
Yazar: Taran, Songül
Dergi: Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, Vol. 26 No. 2, 2025
Anahtar kelimeler: Atomic, Molecular and Optical Physics (Other) ; Atomik, Moleküler ve Optik Fizik (Diğer) ; Ag-Co nanoparçacıkları,Sinterlenme,Moleküler dinamik simülasyonu,Sıcaklık etkisi ; Ag-Co nanoparticles,Coalescence,Molecular dynamics simulation,Temperature effect

Bu çalışmada, atom sayısı 55 olan iki ikosahedral nanoparçacık yapıyı çarpıştırarak toplam atom sayısı 110 olan Ag-Co nanoparçacıklarının sinterlenmesi süreci ele alınmıştır. Ag-Co nanoparçacıkları için üç farklı kompozisyon sistemi (Ag55Co55, Ag97Co13 ve Ag42Co68) ele alınmıştır. Elde edilen nanoparçacıklar, Moleküler Dinamik (MD) simülasyonları ile sıcaklığa bağlı olarak değerlendirilmiştir. Sıcaklığın sinterlenme sürecindeki etkisi dört farklı sıcaklık (350, 400, 450 ve 500 K) için araştırılmıştır. Simülasyon sonuçları, sinterlenme süreci sonunda elde edilen konfigürasyonların yapılarının başlangıçtaki nanoparçacıkların kompozisyonlarına önemli derecede bağlı olduğunu göstermiştir. Elde edilen ikili metal yapılar içerisindeki Ag ve Co atomlarının kimyasal dizilimleri ve yerleşme eğilimleri jirasyon yarıçapı hesabı ile detaylandırılmıştır.  Ag atomlarının zamana bağlı jirasyon yarıçap değerleri 10 ns sonunda tüm sıcaklıklar için Co atomlarının jirasyon yarıçapı değerlerinden daha yüksektir. Bu sonuç ele alınan kompozisyonlardan bağımsız olarak sinterlenme işlemi sonrası Ag atomlarının yüzeyde ve Co atomlarının iç kısımlarda bulunma eğilimini gösterir. Ayrıca Ag55Co55, Ag97Co13 ve Ag42Co68 nanoparçacıklarının jirasyon yarıçapı değerlerinin hızla azalması, birkaç simülasyon adımı içinde yapıların kompakt hale geldiğini gösterir.

In this study, the coalescence process of Ag-Co nanoparticles of 110 atoms by colliding two 55-atom icosahedral nanoparticles was discussed. Three different composition systems (Ag55Co55, Ag97Co13 and Ag42Co68) were considered for Ag-Co nanoparticles. The resultant nanoparticles are determined depending on temperature by MD simulations. The effect of temperature on the coalescence process was investigated at four different temperatures (350, 400, 450 and 500 K). Simulation results have shown that the structures of the configurations obtained at the end of the coalescence process are significantly dependent on the compositions of the initial nanoparticles. The chemical ordering and segregation tendencies of the Ag and Co atoms in the resultant bimetallic nanoparticles were detailed with the radius of gyration calculations. The time-dependent radius of gyration values of Ag atoms are higher than radius of gyration values of Co atoms at the end of 10 ns for all temperatures. This result shows that Ag atoms show tendency of spreading over the surface and Co atoms show tendency of remaining in the inner sites at the end of the coalescence process. Also, the radius of gyration values of the Ag55Co55, Ag97Co13 ve Ag42Co68 nanoparticles decrease quickly indicates that the structures become compact within few simulation steps.