NiN (N=6-55) Kümelerinin Geometrik Büyümesi ile Erime Davranışı İlişkisinin İncelenmesi

NiN (N=6-55) kümelerinin her bir atom eklendiğinde elde edilen minimum enerjili geometrik yapılarının büyüme davranışı ile birlikte erime davranışı incelenmiştir. Bunun için parçacıklar arası etkileşmelerde Sutton-Chen potansiyelinin kullanıldığı mikrokanonik Moleküler Dinamik (MD) simülasyon yönteminden faydalanılmıştır. MD simülasyonundan elde edilen bağ uzunluğundaki dalgalanmaların kare ortalamasının karekökü δ(rms) ile çoklu histogram yöntemi kullanılarak hesaplanan ısı kapasitesi eğrilerinin, atom sayısı arttığında nasıl bir davranış gösterdikleri ve kümelerin en kararlı geometrileri ile olan ilişkileri belirlenmiştir. δ(rms) lerin faz geçiş bölgesine karşılık gelen, ısı kapasitesi eğrilerinin maksimumları ve global minimumları ile birinci izomerlerinin enerji farklarının atom sayısına bağlı değişim grafikleri incelenmiş ve N=13, 19, 38, 48, 50, 55 kümelerinin en kararlı yapıda olduğu bulunmuştur.

The Investigation of the Relationship Between Geometrical Growth and Melting Behavior of NiN (N=6-55) Clusters

The melting behavior of NiN (N=6-55) clusters was studied, as well as the growing behavior of geometric shapes with the lowest energy acquired when each atom was added. This was accomplished using the microcanonical Molecular Dynamics (MD) simulation approach, which employs the Sutton-Chen potential in interparticle interactions. The heat capacity curves were calculated using the multiple histogram method with the caloric curves from MD simulation and the square root of the mean squared (δrms) of the bondlength fluctuations. How do the heat capacity curves which calculated using the multiple histogram method behave when the atomic number increases and the relations of the clusters with the most stable geometries were determined. The maximums of heat capacity curves corresponding of δ(rms) phase transition region and the graph of change by atomic number for the energy difference between global minumum and first isomers have been investigated and N=13, 19, 38, 48, 50, 55 clusters were found to be the most stable sizes

___

  • Aguado, A.,Jarrold, M.F. 2011. Melting and Freezing of Metal Clusters. Annu. Rev. Phys. Chem., 62: 151-72. https://doi.org/10.1146/annurev-physchem-032210-103454.
  • Calvo, F., Labastie, P. 1995. Configurational density of states from molecular dynamics simulations. Chem. Phys. Lett., 247: 395-400. https://doi.org/10.1016/S0009-2614(95)01226-5.
  • Cezar, H.M., Rondina, G.G., Silva, J.L.F. 2019. Thermodynamic properties of 55-atom Pt-based nanoalloys: Phase changes and structural effects on the electronic properties J. Chem. Phys., 151: 204301. https://doi.org/10.1063/1.5125689.
  • Doye, J.P.K., Meyer, L. 2005. Mapping the magic numbers in binary Lennard-Jones clusters. Phys Rev Lett. 95(6): 063401. https://doi.org/10.1103/physrevlett.95.063401.
  • Doye, J.P.K., Wales, D.J., 1998. Global minima for transition metal clusters described by Sutton-Chen potentials. New J. Chem., 22: 733-744. https://doi.org/10.1039/A709249K.
  • Eryürek, M. 2005. Simülasyon Yöntemleriyle Kümelerin Termodinamik Niceliklerinin Belirlenmesi. Doktora Tezi, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, 20s. https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/tarama.jsp, tez no: 168576.
  • Eryürek, M., Güven, MH. 2008. Peculiar thermodynamic properties of LJ N (N = 39-55) clusters. Eur. Phys. J. D, 48 (2): 221-228. https://dx.doi.org/10.1140/epjd/e2008-00094-2.
  • Frantz, DD., 2001. Magic number behavior for heat capacities of medium-sized classical Lennard-Jones clusters. J. Chem. Phys., 115: 6136. https://doi.org/10.1063/1.1397329.
  • Guvenc, Z.B., Jellinek, J., Voter, A.F. 1991. Phase changes in nickel clusters from an embedded-atom potential. Int. Symp. on the Phys. and Chem. of finite sys.: from clusters to crystals, Richmond, VA (United States). https://doi.org/10.1021/jp962720r.
  • Güvenç, Z.B., Güvenç, D., Jellinek, J. 1999. Structural Forms and Energies of NiN, N=12-14, Clusters. Math. Com. App., 4(1): 75-81. https://doi.org/10.3390/mca4010075.
  • Haberland, H. 2000. Melting of Clusters. Springer, Les Houches, Session LXXIII pp. 3-26.
  • Hamming, R.W. 1959. Predictor-Corrector Methods for Ordinary Differential Equations. J. ACM, 6 (1): 37-47. https://doi.org/10.1145/320954.320958.
  • Hewage1, J.W., Rupika, W.L., Amar, F.G. 2012. Structure, dynamic and energetic of mixed transition metal clusters: A computational study of mixed clusters of silver and nickel. Eur. Phys. J. D, 66: 282. https://doi.org/10.1140/epjd/e2012-20691-6.
  • Kaatz, F. H., Bultheel, A. 2018. Size, shape, and compositional effects on the order-disorder phase transitions in Au-Cu and Pt-M (M = Fe, Co, and Ni) nanocluster alloys. Nanotechnology 29: 345701. https://doi.org/10.1088/1361-6528/aac6b4.
  • Kirkpatrick, S., Gelatt, C. D., Vecchi, Jr., M. P. 1983. Optimization by Simulated Annealing. Science, 220 (4598): 671-680. http://dx.doi.org/10.1126/science.220.4598.671.
  • Labastie, P., Whetten, RL. 1990. Statistical Thermodynamics of the Cluster Solid-Liquid Transition. Phys. Rev. Lett. 65: 1567-1570. https://doi.org/10.1103/physrevlett.65.1567.
  • Li, T.T., He, C., Zhang, W.X., Cheng, M. 2018. Structural and melting properties of Cu-Ni clusters: A simulation study. J. All. Com. 752:76-84. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.04.145.
  • Lloyd, L.D., Johnston, R.L. 1998. Modelling aluminium clusters with an empirical many-body potential. Chem. Phys.,15:107-121. https://doi.org/10.1016/S0301-0104(98)00180-3.
  • Lu, S., Zhang, J., Duan, H. 2009. Melting behaviors of CoN (N = 13, 14, 38, 55, 56) clusters. Chem. Phys,. 363: 7-12. https://doi.org/10.1016/j.chemphys.2009.06.010.
  • Lyalin, A., Hussien, A., Solov'yov, A.V., Greiner, W. 2009. Impurity effect on the melting of nickel clusters as seen via molecular dynamics simulations. Phys. Rev. B, 79: 165403. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.79.165403.
  • Nayak, Saroj K., Khanna, S. N., Rao, B. K., Jena, P. 1997. Physics of Nickel Clusters:? Energetics and Equilibrium Geometries. Phys. Chem. A, 101 (6): 1072-1080. https://doi.org/10.1021/jp962720r.
  • Noya, E.G., Doye, J.P.K., Wales, D.J., Aguado, A. 2007. Geometric magic numbers of sodium clusters: Interpretation of the melting behaviour. Eur. Phys. J. D 43(1):57-60. https://doi.org/10.1140/epjd%2Fe2007-00092-x.
  • Oderji, H.Y., Ding, H. 2011. Determination of melting mechanism of Pd24Pt14 nanoalloy by multiple histogram method via molecular dynamics simulations. Chem. Phys., 388: 23-30. https://doi.org/10.1016/j.chemphys.2011.07.011.
  • Teng, Y., Zeng, X., Zhang, H., Sun, D. 2007. Melting and Glass Transition for Ni Clusters. J. Phys. Chem. B, 111 (9): 2309-2312. https://doi.org/10.1021/jp070061k.
  • Wei, C., Zhao, Z., Fisher, A.,Zhu, J., Cheng, D. 2016. Theoretical Study on the Structures and Thermal Properties of Ag-Pt-Ni Trimetallic Clusters. J. Clust. Sci., 27:1849-1861. https://link.springer.com/article/10.1007/s10876-016-1068-x.
  • Wu, X., Chen, S., Sun, S., Chen, Y. 2012. Geometrical structures of gold clusters on Gupta and Sutton-Chen potentials. Com. Theor. Chem., 1002 (15): 43-48 https://doi.org/10.1016/j.comptc.2012.10.001.
  • Yıldırım, E.K., Atiş, M., Güvenç, Z.B. 2005. Structure and dynamical properties of AuN, N=12-14 clusters: Molecular dynamics simulation. Int. J. Mod. Phys. C, 16(01): 99-116. https://doi.org/10.1142/S0129183105006966.
Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi-Cover
  • ISSN: 2146-4987
  • Yayın Aralığı: Yılda 2 Sayı
  • Başlangıç: 2011
  • Yayıncı: ZONGULDAK BÜLENT ECEVİT ÜNİVERSİTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Callinectes sapidus’un (Mavi Yengeç) Hepatopankreas Esteraz (E. C. 3.1.1.1) Aktivitesine Metal İyonlarının (Zn+2, Co+2, Cd+2, Ni+2) in Vitro Etkilerinin Belirlenmesi

Salih GÖRGÜN

Çeşitli Uzunluklardaki PEG’ler Vasıtasıyla PVC’nin “Klik” Kimyası ile Çapraz Bağlanması

Nilgün ASAN, TEMEL ÖZTÜRK, Hasibe KUDU, Ergül MEYVACI, Efkan ÇATIKER

NiN (N=6-55) Kümelerinin Geometrik Büyümesi ile Erime Davranışı İlişkisinin İncelenmesi

Meral ERYÜREK

Sıcak Presleme Yöntemi ile Üretilen Cu-Cr Alaşımlarının Sertlik ve Elektriksel İletkenlik Özellikleri Üzerine Mekanik Alaşımlama Süresinin Etkisi

Temel VAROL, Serhatcan Berk AKÇAY, Onur GÜLER, Hüseyin Can AKSA, Hamza ÇOLAK

İçme Suyu Kaynaklarının Klor ve Klor Dioksit ile Dezenfeksiyonu Sonucu Meydana Gelen Dezenfeksiyon Yan Ürünleri Oluşumunun Araştırılması: İstanbul Örneği

Kadir ÖZDEMİR

Deneysel Çalışma ile Küf Büyümesi için Yapı Malzemelerinin Kritik Bağıl Neminin Belirlenmesi

Dilek ŞATANA, Bahar TÜRK, Mustafa Erkan KARAGÜLER

Drosophila: Çevresel Kirleticilerin Toksisitesini Değerlendirmek İçin Umut Veren Bir Model

EŞREF DEMİR, Fatma TURNA DEMİR

Nano Ozon Yağının B-16 Melanoma ve OV-90 Over Hücrelerinde ROS Üretimi ve ɣH2AX Hücre Pozitifliğini Tetiklemesi

Yeliz YALÇIN, İshak Özel TEKİN, Rahime Seda TIĞLI AYDIN

Yeni Nesil Yüksek Güçlü IGBT’ler İçin Dinamik Modelleme ve Deneysel Doğrulama

Osman TANRIVERDİ, Deniz YILDIRIM

Levamizolün Model Organizma Galleria mellonella’nın Bazı Biyolojik Özellikleri Üzerine Etkisi

Volkan KELEŞ, Ender BÜYÜKGÜZEL