The simulations of amorphous boron materials
Amorf bor malzemelerin simülasyonu
- Tez No: 781384
- Danışmanlar: PROF. DR. MURAT DURANDURDU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Kimya, Physics and Physics Engineering, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Amorf, Hidrojenleşme, Bor Nitrür, Bor Karbür, Ab-initio moleküler dinamik tekniği, Moleküler dinamik, Simülasyon, Amorphous, Hydrogenation, Boron Nitride, Boron Carbide, Ab-initio molecular dynamics technique, Molecular dynamic
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Abdullah Gül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bor esaslı malzemeler ve teknolojik uygulamaları malzeme biliminden tıp alanına kadar birçok bilimsel ve teknolojik alanda büyük bir ilgi görmektedir. Bu doktora tezi, ab-initio moleküler dinamik tekniğini kullanarak farklı amorf bor malzemelerin atomik yapısını, elektronik ve mekanik özelliklerini incelemek amacıyla hazırlanmıştır. Hesaplamalı metot aracılığıyla elde edilen sonuçlar üç ana bölümde rapor edilmiştir. Bölüm 3'te, amorf bor nitrürün (ɑ-BN) atomik yapısı ve elektronik özelliklerine hidrojen eklemenin etkisi incelenmiştir. ɑ-BN ve dört farklı hidrojen konsantrasyonuna sahip ɑ-BN:H modellerinin yapısal değerlendirmeleri kısa erim düzenlerinin esas olarak birbirleriyle aynı olduğunu göstermiştir. Hidrojenasyon, iki kat koordinatlı zincir benzeri yapıların ve dörtgen benzeri halkaların oluşumunu baskılar ve daha fazla sp2 ve hatta sp3 bağı oluşmasına sebep olur. Ayrıca, hidrojenasyonun ɑ-BN'nin elektronik yapısı üzerinde önemsiz bir etkiye sahip olduğu görülmüştür. İkinci olarak, bölüm 4'te, amorf bor karbür (a-B4C) modeli oluşturuldu. B atomları için beşgen piramit benzeri motifler, a-B4C'deki ana yapı birimleridir ve bazıları B12 ikosahedralarının oluşumuna sebep olur. Öte yandan, dört kat koordinatlı birimler C atomları için önde gelen konfigürasyonlardır. a-B4C yarıiletken bir malzemedir ve sert malzeme olarak kategorize edilebilir. Bölüm 5'te, farklı B oranlarına sahip amorf bor karbür bileşikleri (BxC1-x, 0.50x0.95) oluşturulmuştur. Artan B/C oranıyla, beşgen piramit motiflerden oluşan daha kompakt malzemeler oluşur. Amorf bor karbür modellerin hepsi yarı iletken malzemelerdir. Bazı amorf bileşiklerin sert malzemeler olduğu önerilmiştir..
Özet (Çeviri)
Boron-based materials and their technological applications have great interests in many scientific and technological areas from materials science to medicine. This doctorate thesis was prepared for the purpose of investigating the atomic structure, electrical and mechanical properties of different boron based amorphous materials by using an ab-initio molecular dynamics technique. The results obtained via a computational method were presented in three main chapters. In the Chapter 3, the influence of hydrogenation on the atomic structure and the electronic properties of amorphous boron nitride (ɑ-BN) was examined. The structural evaluation of ɑ-BN and the hydrogenated (ɑ-BN:H) models revealed that their short-range order was mainly similar to each other. Hydrogenation suppressed the formation of twofold coordinated chain-like structures and tetragonal-like rings and leaded to more sp2 and even sp3 bonding. Furthermore, hydrogenation was found to have an insignificant impact on the electronic structure of ɑ-BN. Secondly, in the Chapter 4, an amorphous boron carbide (a-B4C) model was generated. The pentagonal pyramid-like motifs were found to be the main building units of B atoms in a-B4C and some of which yielded the development of B12 icosahedra. On the other hand, the fourfold-coordinated units were the leading configurations for C atoms. a-B4C was a semiconducting material and categorized as a hard material. In the Chapter 5, amorphous boron carbides (BxC1-x, 0.50x0.95) were systematically created. With increasing B/C ratio, more closed packed materials having pentagonal pyramid motifs form. All models were semiconducting materials. Some amorphous compositions were proposed to be hard materials.
Benzer Tezler
- İyonlaştırıcı radyasyon ortamlarında bor bazlı cam kompozitlerin radyasyon zırhlama özellikleri
Radiation shielding properties of boron based glass composites in ionizing radiation environments
ABDUL FATAH PATHMAN
Doktora
Türkçe
2025
Nükleer MühendislikAtatürk ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAKUP KURUCU
PROF. DR. DEMET YILMAZ
- Nano-scale phase separation and glass forming ability of iron-boron based metallic glasses
Demir-bor tabanlı metalik camlarda nano-ölçekli faz ayrışması ve cam oluşturma yeteneği
MURATAHAN AYKOL
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. AMDULLA O. MEKHRABOV
PROF. DR. M. VEDAT AKDENİZ
- Bor karbürün dinamik yük altında mekanik özelliklerinin moleküler dinamik yöntemlerle incelenmesi
Investigation of mechanical properties of boroncarbide under dynamic loading by molecular dynamicsmethods
HÜSEYİN CENGİZ ÇEKİL
Doktora
Türkçe
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN ÖZDEMİR
- Püskürtmeli kurutucuda disodyum oktaborat tetrahidrat üretimi ve modelleme çalışmaları
Experimental and modelling studies of disodium octaborate tetrahydrate production in a spray dryer
ERCAN ÖZDEMİR
Doktora
Türkçe
2009
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLHAYAT NASÜN SAYGILI
- Atomistic analysis of the deformation of amorphous polymers using reactive molecular dynamics simulations
Reaktif moleküler dinamik simülasyonlari kullanarak amorf polimerlerinin deformasyonlarinin atomlarla analizi
NAZIR KURA
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Polimer Bilim ve TeknolojisiZirve ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assist. Prof. Dr. DÜNDAR YILMAZ