Tez No İndirme Tez Künye Durumu
556945
Ab initio investigation of the nanotribological properties of the h-BN/h-BN and the h-BN/Au(111) interfaces / a-BN/a-BN ve a-BN/Au(111) yüzeyleri arasındaki nanotribolojik özelliklerin ilk prensip hesapları ile incelenmesi
Yazar:MERVE BAKSİ
Danışman: DOÇ. DR. HANDE TOFFOLİ ; PROF. DR. OĞUZ GÜLSEREN
Yer Bilgisi: Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Fizik Bilim Dalı
Konu:Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin:
Onaylandı
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
97 s.
Laboratuvar tekniklerindeki gelişmelerle birlikte, materyallerin boyutlarının küçülmesi, özelliklerinin de makroskopik boyuttakinden farklılaşmasına sebep olur. Bu kadar küçük boyutlarda, sürtünme kuvvetini tarif eden makroskopik Da Vinci-Amontons denklemleri geçerliliğini kaybeder. Bu sebeple nanotribolojik özellikleri incelenmek istenen her arayüzün özel olarak incelenmesi ve dikkate alınması gerekir. Bu anlamda çalışılan materyallerden iki boyutlu olanlar önemli bir yere sahiptir. Kendi aralarındaki etkileşimlerinin yanı sıra çeşitli kitle yüzeyleriyle de olan etkileşimleri önem taşımaktadır. Bu çalışmada, a-BN/a-BN (altıgensel boron nitrat) ve a-BN/Au(111) yüzeyleri arasındaki nanotribolojik özellikler yoğunluk fonksiyoneli teorisi (YFT) hesapları kullanılarak incelenmiştir. a-BN/Au(111) arayüzünün düşük sürtünmeli olması öngörüldüğü için özellikle atomik kuvvet mikroskobu ve sürtünme kuvveti mikroskobu deneylerinin modellenmesi açısından önem taşımaktadır. Bu çalışmada, a- BN/Au(111) arayüzündeki sürtünme kuvvetleri, değişik düşey yükler ve etki alanı altında çalışılmıştır. Buna ilave olarak, yüzeylerin uç etkilerini de gözlemleyebilmek için Au topakları ile a-BN yüzeyi arasındaki etkileşim hesapları da yapılmıştır.
As the size of the systems reduces due to the advances in fabrication techniques, materials properties that apply at macroscopic scale start to lose their validity. As a reflection of this, friction at the atomic scale does not obey the macroscopic Da Vinci-Amontons' description. Each interface that experiences losses due to friction therefore requires a separate examination. A particularly intensely studied class of materials from a nanotribological point of view is the two-dimensional networks. In addition to the interface of two-dimensional materials with themselves, the interface between these materials and bulk surfaces are of interest. In this thesis, we examined the nanotribological properties of the h-BN/h-BN (hexagonal boron nitride), and h- BN/Au(111) surfaces using Density Functional Theory (DFT). h-BN/Au(111) interface is particularly relevant for modelling atomic force microscopy (AFM) and friction force microscopy (FFM) experiments since it is expected to reveal superlubric behaviour. We identify and discuss trends in the behavior of the friction force as a function of vertical load for experimentally feasible contact area. Moreover, in order to understand the edge effects of the interface, the interaction between small Au clusters and the h-BN network is also investigated.