Co-Pd-Au üçlü metal nanoalaşımlarının yapısal özelliklerinin simülasyon yöntemiyle incelenmesi

Abstract

Nanoalaşımlar, nano boyutlarda üretilen materyallerin elektrik, mekanik, optik, katalitik, manyetik ve termal özelliklerinin anlaşılması açısından bilimsel ve pratik olarak büyük öneme sahiptir. Bu çalışmada, çekirdek-kabuk yapısına sahip Co-Pd-Au üçlü nanoalaşımlarının yapısal özellikleri simülasyon yöntemi ile incelenmiştir. Nanoalaşımların incelenmesinde, atomlar arası etkileşmelerde Gupta çok cisim potansiyel enerji fonksiyonu kullanılmıştır. İlgilenilen nanoalaşımların geometri optimizasyonları Basin Hopping algoritması kullanılarak Monte Carlo simülasyon yöntemiyle elde edilmiştir.Co-Pd-Au nanoalaşımlarında, Co atom sayıları sabit tutulup Au ve Pd atom sayıları değiştirilerek, global minimum yapıları elde edilmiştir. Geometri optimizasyonları yapılan nanoalaşımların yapıları incelendiğinde; Co atomlarının merkezde, Au ve Pd atomlarının yüzeyde bulundukları gözlenmiştir. Simülasyon sonucu elde edilen yapılara ait enerji değerleri kullanılarak fazlalık enerji ve ikinci fark enerji grafikleri çizilmiş ve nanoalaşımlara ait en kararlı kompozisyonlar tespit edilmiştir.

Nanoalloys are of great scientific and practical importance for understanding the electrical, mechanical, optical, catalytic, magnetic and thermal properties of materials produced at nano scale. In this study, structural properties of Co-Pd-Au ternary nanoalloys with core-shell structure were investigated by simulation techniques. In the investigation of nanoalloys, interatomic interactions were modelled by using Gupta many-body potential energy function. The geometry optimization of the nanoalloys were obtained by Monte Carlo simulation method using Basin Hopping algorithm.The global minimum structures of Co-Pd-Au nanoalloys were obtained by keeping the number of Co atoms constant and changing the number of Au and Pd atoms. After geometry optimization, when we investigated the structures of nanoalloys, it is found that, core was occupied by Co atoms and surface were occupied by Au and Pd atoms for all compositions.The most stable compositions of nanoalloys were obtained by using the excess energy and second difference energy analyses.