Bilgisayar simülasyon yöntemi ile karbon nanotüplerin fiziksel özelliklerinin incelenmesi

Abstract

N- Mertebeli paralel Sıkı Bağ Moleküler Dinamik simülasyon (0(N) SBMD) yöntemi kullanılarak, faklı 'chirality'lere sahip tek duvarlı karbon nanotüplerin (TDKNT) fiziksel ve elektronik yapılan incelenmiştir. Klasik Sıkı Bağ yöntemi Schrödinger denklemini Hamilton matrisinin köşegenleştirilmesiyle çözer. Bu da atom sayısının küpü ile orantılı simülasyon zamanı gerektirir. Paralel 0(N) algoritmasında, 'Böl ve Kullan (Divide and Conquer)' yaklaşımı kullanılarak, gerekli simülasyon zamanı atom sayısı ile orantılı hale getirilir. 0(N) metodu seri ve paralel platformlarda çalıştırılmıştır. 2x2 den başlayarak 30x0 a kadar olan 'Arm-Chair' ve 'Zig-Zag' karbon nanotüplerin, 300K ortam sıcaklığında ve 0.025eV elektronik sıcaklıkta tüplerin denge durumlarında, yarıçap, enerjetik, Fenni enerjisi, Radyal dağılım fonksiyonu gibi fiziksel özellikleri ve bunlar arasındaki ilişkiler incelenmiştir. Ayrıca elektronik sıcaklığın ve ortam sıcacığının, tüplerin denge durumlarına etkisine de bakılmıştır. KNT lerin elektronik yapılarının incelenmesi amacıyla benzer yarıçaplı fakat farklı 'chirality'lere sahip tek duvarlı karbon nanotüplerin, 'elektronik durum yoğunlukları sonuçlan incelenmiştir, ve bu sonuçların literatürdeki teorik sonuçlarla kıyaslaması yapılmıştır. Bu sonuçlara, sıcaklık ve MD adım gibi parametrelerin etkileri incelenmiştir. Ayrıca bu sonuçlar kullanılarak bu tüplerin 'bant genişliklerinin ' tablosu oluşturulmuştur.