Sıkı bağ moleküler dinamik yöntemiyle karbon nanotüplerin bilgisayar simülasyonu

Abstract

Tezin ilk bölümünde O(N) (N mertebe) Sıkı Bağ Moleküler Dinamik (SBMD) simülasyon yöntemi kullanılarak (10,10) Tek Duvarlı Karbon Nanotüplerin (TDKNT) sıcaklığa göre yapısal kararlılıklarının, fiziksel özelliklerinin ve enerjilerinin değişimi, yüksek sıcaklıklardaki yapısal bozulmaları incelendi. Sıcaklık arttıkça yapının ekseni boyunca şeklinin bozulduğu, ancak yüksek sıcaklıklara kadar kararlılığını koruduğu görüldü. Sıcaklık arttıkça KNT'lerde atom başına toplam enerji doğrusal olarak artmakta ve tüp yarıçap yönünde genleşmektedir. 2000K in üzerindeki sıcaklıklarda ise karbon atomları tüpten kopmaya ve KNT'nin altıgen yapısı dağılmaya başladı. Isıtma yönteminin ve elektronik sıcaklığın sonuçlara etkileri araştırıldı. Tezin ikinci bölümünde sıcaklığın, eş-eksenel gerinim altındaki KNT'nin dayanıklılığına ve mekanik özelliklerine etkisi araştırıldı. Sıcaklık artışının KNT'yi germeye karşı daha duyarlı hale getirdiği ve atom kopmalarının daha düşük gerinim oranlarında gerçekleştiği belirlendi. Ancak sıkıştırmaya karşı KNT'nin yüksek dayanıklılığa sahip olmadığı ve sıcaklık artışının sıkıştırma altındaki gerinim oranını değiştirmediği görüldü. KNTnin gerilim-gerinim eğrileri elde edildi. Bu eğrilerden KNT'nin elastik limit, Young modülü ve eksenel dayanıklılık değerleri bulundu. Ayrıca Poisson oranı da hesaplanarak sıcaklığın parametrelere etkisi incelendi.