Mg3Bi2'un katı ve sıvı fazlarda moleküler dinamik simülasyonu
Molecular dynamics simulation of Mg3Bi2 at solid and liquid phases
- Tez No: 244426
- Danışmanlar: PROF. DR. ÇETİN TAŞSEVEN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 74
Özet
Magnezyumun (Mg) bizmut (Bi) ile olan alaşımları hem fiziksel hem de kimyasal açıdan bilim insanlarının ilgisini çekmiştir. Katı Mg3Bi2, ? ve ß fazlarına sahiptir. ?-Mg3Bi2 anti-La2O3 kristal yapı grubuna dahil bir yarıiletkendir. Ancak, erime sıcaklığından (1094K) önce yaklaşık 976K' de Mg iyonlarının oluşturduğu altyapı ikinci dereceden yapısal bir faz geçişine uğrar ve ß fazına geçerek süperiyonik iletken olur. Süperiyonik iletkenlerin günümüzde yakıt hücreleri, katı piller, zararlı gaz ayrıştırıcıları gibi pek çok kullanım alanı vardır. Ancak süperiyonik iletken olan Mg3Bi2 üzerine yapılan araştırmalar oldukça sınırlıdır.Bu araştırmanın amacı öncelikle sistemdeki iyonlar arası etkileşmeleri makul derecede temsil edebilecek bir potansiyel modeli tespit etmek ve potansiyel parametrelerini belirlemektir. Daha sonra sıvı ve katı sistemlerin araştırılmasında sıklıkla kullanılan MOLDY isimli moleküler dinamik simülasyon programını bu etkileşme potansiyeline göre düzenleyerek, Mg3Bi2' un ?, ß ve sıvı fazlardaki statik ve iyonik transport özelliklerini incelemektir.Sonuç olarak, sistemin statik özelliklerini düşük sıcaklıklarda incelerken potansiyelden kaynaklanan eksiklikler olduğuna ancak; yüksek sıcaklıklarda hem statik ve transport özelliklerinin hem de faz geçişlerinin yeteri derecede iyi çalışıldığına karar verilmiştir.
Özet (Çeviri)
The alloy of magnesium with bismuth (Mg3Bi2) arouse scientist?s interest from a physical and chemical point of view. Solid Mg3Bi2 has ? and ß phases. ?- Mg3Bi2 is a semiconducting compound with the anti-La2O3 structure. Mg lattice undergoes a second-order phase transition at 976K before melting point (1094K) and for this reason Mg3Bi2 is called superionic conductor. Nowadays, superionic conductors have been using various applications such as fuel cells, solid-state batteries and decomposition of pollutant gases. However investigations on the Mg3Bi2 are pretty limited.The aim of this study; firstly, to obtain a semi-empirical partially ionic model potential and determine parameters of this model potential which is adequate for inter-ionic interactions in Mg3Bi2. Then, to modify the molecular dynamics programme called MOLDY which is a classical molecular dynamics programme and often used to investigate liquids, solids and their order-disorder transitions. Finally, to analyze outputs for statics and transport properties.In concluding, the potential presented here does not determine the statics structure at low temperatures, however order-disorder transition and melting are well identifed and reproduced at high temperatures.