Nanomalzemelerin bilgisayar simülasyonu

Abstract

Tek duvarlı karbon nanotüpler (TDKNT), 1-10 nm çapına ve bu çapa kıyasla daha uzun bir boya sahip, karbondan üretilen içi boş silindir şeklindeki yapılardır. TDKNT'lerin yapısı kiral vektörüyle tanımlanır. TDKNT'ler yapısal parametrelerine bağlı olarak metalik veya yarı iletken olabilirler. Tezin ilk bölümünde, (18,0), (19,0), (20,0) ve (22,0) zigzag TDKNT'lerin germe - sıkıştırma etkisi altında elektronik (Fermi enerji seviyesi, elektronik durum yoğunluğu, enerji bant aralığı) ve fiziksel özellikleri (atomik koordinasyon sayısı, bağ-açısı, bağ-uzunluğu ve radyal dağılım fonksiyonu) Paralel N-Mertebe Sıkı-Bağ Moleküler Dinamik (SBMD) simülasyon yöntemi kullanılarak gerçek uzayda sıcaklık etkisini içerecek şekilde incelendi. Germe - sıkıştırma etkisi altında (18,0), (19,0), (20,0) ve (22,0) zigzag TDKNT'lerin elektronik özelliklerinde metal - yarıiletken, yarıiletken - metal geçişleri gözlendi. İkinci bölümde, 300K sıcaklık değerinde farklı boylardaki (18,0), (19,0), (20,0) ve (22,0) zigzag TDKNT'lerin elektronik özellikleri incelendi. Bu çalışmada, TDKNT'ler nanokuşak (5 katman), 8, 20 ve 80 katmanlı yapılar olarak seçildi. Üçüncü bölümde, düşük - yüksek sıcaklıklarda (18,0), (19,0), (20,0) ve (22,0) zigzag TDKNT'lerin elektronik ve fiziksel özelliklerinin değişimi incelendi. Tezin son bölümünde, yüksek sıcaklıklarda, germe - sıkıştırma etkisi altında, yüksek sıcaklıklarda germe - sıkıştırma etkisi altında (18,0), (19,0), (20,0) ve (22,0) zigzag TDKNT'lerin dayanıklılıkları incelendi. Çalışmalarımda, Tek duvarlı karbon nanotüp simülasyonu için Prof. Dr. Gülay DERELİ tarafından geliştirilen Paralel N-Mertebeli Sıkı-Bağ Moleküler Dinamik programı kullanıldı.