Gaz fazındaki çekirdek-kabuk yapısına sahip ninagm (n+m=147,309,561) nanoalaşımlarının dinamik özelliklerinin simülasyon yöntemleriyle incelenmesi

Abstract

Nanoalaşımlar, nano ölçekteki malzemelerin temel elektrik, magnetik, optik, katalitik, termel ve mekanik özelliklerinin anlaşılması açısından pratik ve bilimsel öneme sahiptir. Optik ve katalizör uygulamalarında, çekirdek-kabuk özelliğine sahip nanoparçacıklar büyük ilgi görmektedir. Bu çalışmada, zayıf etkileşen ve çekirdek-kabuk yapısına sahip N=147,309,561 tane atomlu Ag-Ni nanoparçacıkları incelenmiştir. NinAgm (n+m=147,309,561) nanoalaşımlarının incelenmesinde atomlar arası etkileşmelerde Gupta potansiyel enerji fonksiyonu kullanılmıştır. Nanoalaşımların geometri optimizasyonu Basin Hopping algoritması kullanılarak Monte Carlo simülasyon yöntemiyle elde edilmiştir. Global minimum optimizasyonları yapılan nanoalaşımların erime dinamiği Moleküler Dinamik simülasyonu ile incelenmiştir. Erime geçişleri kalorik eğri ve lindemann indeksi ile analiz edilmiştir. Erime geçişi öncesinde Ag-Ni atom yığınlarının bazı kompozisyonlarında yapısal değişiklikler gözlenmiştir.Atom yığınlarının dış kabuklarında Mackay'dan anti-Mackay yapılara geçişler gözlenmiştir. Atom yığınlarının çekirdeğinde bulunan Ni atomları ikosahedral yapılarını korudukları halde, kabuğundaki erime dış kabuğun düzensizliği ve Ag atomlarının artan hareketliliği ile karakterize edilmiştir.

Nanostructures are of practical and scientific significance from the viewpoint of understanding fundamental electrical, magnetic, optical, catalytic, thermal and mechanical properties of nanoscale materials. In the case of applications in optics and catalysis, core-shell nanoparticles can be of great interest. In this study, we have investigated weakly miscible Ag-Ni core-shell nanoclusters for N=147,309, 561 atoms. In the study of NinAgm (n + m = 147,309,561) nanoalloys, Gupta potential energy function was used in interatomic interactions. Geometry optimization of nanoalloys was obtained by Monte Carlo simulation method using Basin Hopping algorithm.The melting dynamics of nanoalloys with global minimum optimizations are investigated by Molecular Dynamic simulation.The melting transitions analyzed by means of caloric curve and lindemann analysis. The structural changes have been observed for some compositions of Ag-Ni clusters before melting transition.The transition from mackay icosahedra to anti-mackay icosahedra have also been observed at external shell of clusters. Melting of the shell is characterised both by its disordering and by the enhanced mobility of Ag atoms, while Ni atoms are still keeping their icosahedral structure.