Model description of friction on planar and buckled two dimensional materials

Sürtünme kuvveti kanunu 18nci yüzyıldan beri bilinmesine rağmen, sürtünme kuvveti hakkında araştırmalar 20nci yüzyılın sonlarına yakın yoğunlaşmış ve önemli gelişmeler görülmeye başlamıştır. Dokunmaya dayalı sürtünmeden ötürü malzemelere kalıcı hasar vermeden sürtünmenin araştırılması mümkün olmadığından, bu alanın gelişimi sürtünme kuvveti mikroskopunun icadıyla hız kazanmıştır. Sürtünme olayı hakkındaki teorik çalışmalar moleküler dinamik ve yoğun fonsiyonel teorisi (YFT) gibi metodlar ile yapılsa dahi, Prandtl-Tomlinson (PT) gibi indirgenmiş düzenli modeller de hızlı ve doğru sonuçlar verdiğinden ötürü önem taşıyan bir yaklaşım olmuştur. Bu tezde, Prandtl-Tomlinson modeli üç boyutlu kullanılabilir hale getirilerek hem iki boyutta hem de üç boyutta çeşitli kristal yüzeyler üzerinde sürtünme kuvveti simülasyonları yapılmıştır. PT modelinin hareket denklemleri nümerik olarak çözülerek grafen, silisen, germanen ve boron nitrit gibi malzemeler üzerinde sürtünme kuvveti grafikleri elde edilip yöne ve harici yük kuvvetine bağlı sürtünme kuvveti hakkında analizler yapılmıştır. Simülasyonlarımızda elde edilen sonuçların deneysel veriler ile oldukça uyumlu olduğu görülmektedir ve PT modelinin sürtünme kuvvetini analiz etmek için diğer bilişsel zaman alıcı modellerin yanında basit, hızlı ve kullanışlı bir model olduğunu görüyoruz.