Stability of carbon nanotubes and nanorods under heat treatment: Molecular dynamics simulations


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2003

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: OSMAN BARIŞ MALCIOĞLU

Danışman: ŞAKİR ERKOÇ

Özet:

Çeşitli karbon nanoçubuk ve nanotüp yapıların sıcaklığa karşı dayanıklılığını moleküler-dinamik bilgisayar simulasyon metodu ile incelendi. Hesaplamalarda emprik bir çok-parçacık potensiyeli kullanıldı. İncelenen karbon nanotüp yapıları C(7,0), C(4,4), ve C(5,3) tüpleriydi. Bu tüpler sırasıyla zigzag, armchair (kanepe), ve chiral (özelliksiz) yapıda olmalarına rağmen yarıçapları birbirlerine oldukça yakındı. Bu çalışmayla tüp yapısının benzer yarıçapta tüplerin sıcaklığa karşı dayanıklılığını nasıl etkilediğini görmeye çalıştık. Özelliksiz yapının diğer iki yapıya göre sıcaklığa karşı daha dirençli olduğunu gördük. Ayrıca ısı uygulandığında tüp lerin çaplan biraz genişledi. İncelenen karbon nanoçubuklar iki farklı yapıya sahiptiler. Birinci yapı kabuk arası uzaklıklar 1.4 Â olacak şekilde iç içe geçmiş üç karbon nanotüp olarak düşünüldü. Bu yapıda üç ayrı karbon nanoçubuk hazır landı (hazırlanan yapılarda kabuklar birbirinden farklı ağ örgüsüne sahiptiler), fakat bu yapının çok düşük sıcaklıklarda bile (1 K) sağlam olmadığı görüldü. İ- kinci yapı şekli ise elmas kristalinin üç farklı düşük indeksli yüzeyini kullanarak değişik kesit geometrisine sahip karbon nanoçubuklar türetmekti. Bu çalışmada çubukların yapıldığı elmas yüzeyinin, bütünleşiklik sayısının (coordination num ber) ve yüzey geometrisinin ısıya karşı dayanıklılıkta önemli kriterler olduğunu gördük. En dayanıklı çubuk (111) yüzeyinden üretildi. Anahtar Kelimeler: Karbon nanotüp, karbon nanoçubuk, moleküler-dinamik, em prik potensiyel