İkili ve üçlü metal nanoalaşımlarının kompozisyona bağlı yapısal ve dinamik özelliklerinin incelenmesi

Nanoalaşımlar, nano ölçekteki malzemelerin temel elektrik, magnetik, optik, katalitik, termal ve mekanik özelliklerinin anlaşılması açısından pratik ve bilimsel öneme sahiptir. Özellikle katalizör uygulamalarında, nanoparçacıklar büyük ilgi görmektedir. Bu çalışmada başlangıç geometrisi ikosahedron motif olan ve N=19, 23, 26, 38 ve 55 atomdan oluşan Cu-Ag-Au, Pt-Al-Cu ve Ni-Al-Cu üçlü nanoalaşımları ve başlangıç geometrisi dekahedron motif olan ve N=55 ve 71 atomdan oluşan Pt-Al-Cu üçlü nanoalaşımları incelenmiştir. Cu-Ag-Au, Pt-Al-Cu ve Ni-Al-Cu üçlü nanoalaşımlarının bu teorik çalışması, atomlar arası etkileşmeler Gupta çok cisim potansiyel enerji fonksiyonu ile modellenerek yapılmıştır. Nanoalaşımların geometri optimizasyonu Basin Hopping algoritması kullanılarak Monte Carlo simülasyon yöntemiyle elde edilmiştir. Optimizasyon sonuçları, Cu-Ag-Au ve Pt-Al-Cu nanoalaşımlarında atomların karıştığını, Ni-Al-Cu nanoalaşımlarında atomların ayrıştığını göstermiştir. Nanoalaşımların kararlılığını incelemek için fazlalık enerji analizi yapılmıştır. Fazlalık enerji analizi sonucunda bulunan en kararlı nanoalaşımların erime davranışı Moleküler Dinamik (MD) Simülasyon metodu kullanılarak incelenmiştir. Cu-Ag-Au, Pt-Al-Cu ve Ni-Al-Cu nanoalaşımların MD simülasyonları nanoalaşımların katı ve sıvı özelliklerini incelemek için düşük ve yüksek sıcaklıklarda gerçekleştirilmiştir. Nanoalaşımların erime geçişleri kalorik eğri ve Lindemann kriteri ile analiz edilmiştir. Erime sürecinde nanoalaşımların yapısal değişimleri ve dinamiksel davranışları ise radyal dağılım fonksiyonu, kare ortalama yer değiştirmelerin karekökü ve çokyüzlü şablon eşleştirme analizleri ile incelenmiştir. Simülasyon sonuçları, kompozisyondaki atom tipinin ve atom sayısının değiştirilmesinin erime sıcaklıklarında bir değişikliğe yol açtığını göstermiştir.