BibTex RIS Cite

Sihirli Sayı Davranışı Gösteren Cu, Pd ve Ti Metal Kümelerinin Katı-Sıvı Faz Geçişleri

Year 2016, Volume: 6 Issue: 1, 174 - 181, 01.01.2016

Abstract

Çok cisim Gupta potansiyelinin kullanıldığı mikrokanonik Moleküler Dinamik MD yöntemi ile Cu, Pd ve Ti metal atomlarının sihirli sayı kümelerinin erime özellikleri incelenmiştir. Çoklu histogram yöntemi kullanılarak termodinamik nicelikler hesaplanmıştır. Kalorik eğriler, bağ uzunluğundaki dalgalanmaların kare ortalamasının karekökü δrms , konfigurasyonel entropi, ısı kapasitesi ve potansiyel enerji dağılım eğrileri elde edilmiştir. Bu niceliklerden yararlanılarak erime sıcaklıkları ve erime davranışının geometriye bağlılığı belirlenmiştir. Potansiyel enerji dağılımlarının, kümelerin erime davranışlarını belirlemekte kritik rol alabileceği bulunmuştur

References

  • Arslan H. 2007. Global minima for PdN (N = 5-80) clusters described by Sutton-Chen potential. Int. J. of Mod. Phys. C: 18 (8) 1351-1359.
  • Berry, R., Smirnov, B. 2009. Entropy behavior in cluster melting. J. Chem. Phys., 130 (6): 064302.
  • Büyükata, M., Belchio, JC. (2008). Molecular Dynamics Study of Palladium Clusters: Size Dependent Analysis of Structural Stabilities and energetics of Pdn (n=2- 40) via a Lennard-Jones Type Potential. Croat. Chem. Acta, 81(2): 289-297.
  • Büyükata, M., Belchio, JC. (2008). Structural and Energetic Analysis of Copper Clusters: MD Study of Cun (n = 2 -45). J. Braz. Chem. Soc., 19 (5): 884-893.
  • Calvo, F., Labastie, P. 1995. Configurational density of states from molecular dynamics simulations. Chem. Phys. Lett., 247: 395-400.
  • Cleri, F., Rosato, V. 1993. Tight-binding potentials for transition metals and alloys. Phys. Rev. B, 48(1): 22-33.
  • Echt, O., Sattler, K., Recknagel, E. 1981. Magic Numbers for Sphere Packings: Experimental Verification in Free Xenon Clusters. Phys. Rev. Lett., 47: 1121.
  • Eryürek, M. 2005. Simülasyon Yöntemleriyle Kümelerin Termodinamik Niceliklerinin Belirlenmesi. Doktora Tezi, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, 20s, 90s.
  • Eryürek, M., Güven, MH. 2007. Negative heat capacity of Ar55 cluster. Physica A: Stat. Mech. and its App., 377(2): 514-522.
  • Eryürek, M., Güven, MH. 2008. Peculiar thermodynamic properties of LJ N (N = 39–55) clusters. Eur. Phys. J. D, 48 (2): 221-228.
  • Frantz, DD., 2001. Magic number behavior for heat capacities of medium-sized classical Lennard-Jones clusters. J. Chem. Phys., 115: 6136.
  • Haberland, H. 2000. Melting of Clusters. Springer, Les Houches, Session LXXIII pp. 3-26.
  • Johnston, RL. 2003. Evolving Better Nanoparticles: Genetic Algorithms for Optimizing Cluster Geometries. Dalton Trans., 4193-4207.
  • Karabacak, M., Özçelik, S.,Güvenç, ZB. 2002. Structures and energetics Of Pdn (n = 2–20) clusters using an embeddedatom model potential. Surf. Sci., 507–510: 636–642.
  • Karabacak, M., Özçelik, S.,Güvenç, ZB. 2003. Structures and energetics of Pd21–Pd55 clusters. Surf. Sci., 532–535: 306–311.
  • Knight, WD., Clemenger, K., de Heer, WA., Saunders, WA., Chou, MY., Cohen, ML. 1984. Electronic Shell Structure and Abundances of Sodium Clusters. Phys. Rev. Lett., 52: 2141.
  • Labastie, P., Whetten, RL. 1990. Statistical Thermodynamics of the Cluster Solid-Liquid Transition. Phys. Rev. Lett. 65: 1567- 1570.
  • Lu, S., Zhang, J., Duan, H. 2009. Melting behaviors of CoN (N=13, 14, 38, 55, 56) clusters. Chem. Phys., 363(1-3): 7-12.
  • Mottet, C., Treglia, G., Legrand, B. 1997. New magic numbers in metallic clusters: an unexpected metal dependence. Surf. Sci., 383: L719-L727.
  • Nunez, S., Johnston, RL. 2010. Structures and Chemical Ordering of Small Cu−Ag Clusters. J. Phys. Chem. C, 114(31): 13255–13266.
  • Rossi, G., Mottet, C., Nita, F., Ferrando, R. 2006. Global Optimization Study of Small (10≤N≤120) Pd Clusters Supported on MgO(100). J. Phys. Chem. B, 110: 7436-7442.
  • Schmidt, M., Kushe, R., Kronmuller, W., von Issendorff, B., Haberland H.1997. Experimental Determination of the Melting Point and Heat Capacity for a Free Cluster of 139 Sodium Atoms. Phys. Rev. Lett., 79: 99-102.
  • Schmidt, M., Kusche, R., von Issendorff, B., Haberland, H. 1998. Irregular variations in the melting point of size-selected atomic clusters. Nature 393: 238-240.
  • Schmidt, M., Kusche, R., Hippler, T., Donges, J., Kronmuller, W., von Issendorff, B., Haberland, H. 2001. Negative Heat Capacity for a Cluster of 147 Sodium Atoms. Phys. Rev. Let., 86: 1191-1194.
  • Schmidt, M., Kusche, R., von Issendorff, B., Haberland, H. 1998. Irregular variations in the melting point of size-selected atomic clusters. Nature, 393: 238-240.

The Solid-Liquid Phase Transitions of Magic Numbers of Metal Clusters: Cu, Pd and Ti

Year 2016, Volume: 6 Issue: 1, 174 - 181, 01.01.2016

Abstract

The melting properties of Cu, Pd and Ti Metal clusters magic numbers geometries were simulated by a micro-canonical molecular dynamics method using Gupta many body potential. Their thermodynamic quantities were calculated by using multiple histogram method. The caloric curves and, relative root-mean square rms bond length fluctuation, configurational entropy, heat capacity and potential energy distributions graphs were evaluated. The dependence of these quantities on the geometries of the clusters was examined, melting temperatures was determined and it is found that potential energy distribution is the key quantity to determine the melting type.

References

  • Arslan H. 2007. Global minima for PdN (N = 5-80) clusters described by Sutton-Chen potential. Int. J. of Mod. Phys. C: 18 (8) 1351-1359.
  • Berry, R., Smirnov, B. 2009. Entropy behavior in cluster melting. J. Chem. Phys., 130 (6): 064302.
  • Büyükata, M., Belchio, JC. (2008). Molecular Dynamics Study of Palladium Clusters: Size Dependent Analysis of Structural Stabilities and energetics of Pdn (n=2- 40) via a Lennard-Jones Type Potential. Croat. Chem. Acta, 81(2): 289-297.
  • Büyükata, M., Belchio, JC. (2008). Structural and Energetic Analysis of Copper Clusters: MD Study of Cun (n = 2 -45). J. Braz. Chem. Soc., 19 (5): 884-893.
  • Calvo, F., Labastie, P. 1995. Configurational density of states from molecular dynamics simulations. Chem. Phys. Lett., 247: 395-400.
  • Cleri, F., Rosato, V. 1993. Tight-binding potentials for transition metals and alloys. Phys. Rev. B, 48(1): 22-33.
  • Echt, O., Sattler, K., Recknagel, E. 1981. Magic Numbers for Sphere Packings: Experimental Verification in Free Xenon Clusters. Phys. Rev. Lett., 47: 1121.
  • Eryürek, M. 2005. Simülasyon Yöntemleriyle Kümelerin Termodinamik Niceliklerinin Belirlenmesi. Doktora Tezi, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi, 20s, 90s.
  • Eryürek, M., Güven, MH. 2007. Negative heat capacity of Ar55 cluster. Physica A: Stat. Mech. and its App., 377(2): 514-522.
  • Eryürek, M., Güven, MH. 2008. Peculiar thermodynamic properties of LJ N (N = 39–55) clusters. Eur. Phys. J. D, 48 (2): 221-228.
  • Frantz, DD., 2001. Magic number behavior for heat capacities of medium-sized classical Lennard-Jones clusters. J. Chem. Phys., 115: 6136.
  • Haberland, H. 2000. Melting of Clusters. Springer, Les Houches, Session LXXIII pp. 3-26.
  • Johnston, RL. 2003. Evolving Better Nanoparticles: Genetic Algorithms for Optimizing Cluster Geometries. Dalton Trans., 4193-4207.
  • Karabacak, M., Özçelik, S.,Güvenç, ZB. 2002. Structures and energetics Of Pdn (n = 2–20) clusters using an embeddedatom model potential. Surf. Sci., 507–510: 636–642.
  • Karabacak, M., Özçelik, S.,Güvenç, ZB. 2003. Structures and energetics of Pd21–Pd55 clusters. Surf. Sci., 532–535: 306–311.
  • Knight, WD., Clemenger, K., de Heer, WA., Saunders, WA., Chou, MY., Cohen, ML. 1984. Electronic Shell Structure and Abundances of Sodium Clusters. Phys. Rev. Lett., 52: 2141.
  • Labastie, P., Whetten, RL. 1990. Statistical Thermodynamics of the Cluster Solid-Liquid Transition. Phys. Rev. Lett. 65: 1567- 1570.
  • Lu, S., Zhang, J., Duan, H. 2009. Melting behaviors of CoN (N=13, 14, 38, 55, 56) clusters. Chem. Phys., 363(1-3): 7-12.
  • Mottet, C., Treglia, G., Legrand, B. 1997. New magic numbers in metallic clusters: an unexpected metal dependence. Surf. Sci., 383: L719-L727.
  • Nunez, S., Johnston, RL. 2010. Structures and Chemical Ordering of Small Cu−Ag Clusters. J. Phys. Chem. C, 114(31): 13255–13266.
  • Rossi, G., Mottet, C., Nita, F., Ferrando, R. 2006. Global Optimization Study of Small (10≤N≤120) Pd Clusters Supported on MgO(100). J. Phys. Chem. B, 110: 7436-7442.
  • Schmidt, M., Kushe, R., Kronmuller, W., von Issendorff, B., Haberland H.1997. Experimental Determination of the Melting Point and Heat Capacity for a Free Cluster of 139 Sodium Atoms. Phys. Rev. Lett., 79: 99-102.
  • Schmidt, M., Kusche, R., von Issendorff, B., Haberland, H. 1998. Irregular variations in the melting point of size-selected atomic clusters. Nature 393: 238-240.
  • Schmidt, M., Kusche, R., Hippler, T., Donges, J., Kronmuller, W., von Issendorff, B., Haberland, H. 2001. Negative Heat Capacity for a Cluster of 147 Sodium Atoms. Phys. Rev. Let., 86: 1191-1194.
  • Schmidt, M., Kusche, R., von Issendorff, B., Haberland, H. 1998. Irregular variations in the melting point of size-selected atomic clusters. Nature, 393: 238-240.
There are 25 citations in total.

Details

Primary Language Turkish
Journal Section Research Article
Authors

Meral Eryürek This is me

Publication Date January 1, 2016
Published in Issue Year 2016 Volume: 6 Issue: 1

Cite

APA Eryürek, M. (2016). Sihirli Sayı Davranışı Gösteren Cu, Pd ve Ti Metal Kümelerinin Katı-Sıvı Faz Geçişleri. Karaelmas Fen Ve Mühendislik Dergisi, 6(1), 174-181.
AMA Eryürek M. Sihirli Sayı Davranışı Gösteren Cu, Pd ve Ti Metal Kümelerinin Katı-Sıvı Faz Geçişleri. Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi. January 2016;6(1):174-181.
Chicago Eryürek, Meral. “Sihirli Sayı Davranışı Gösteren Cu, Pd Ve Ti Metal Kümelerinin Katı-Sıvı Faz Geçişleri”. Karaelmas Fen Ve Mühendislik Dergisi 6, no. 1 (January 2016): 174-81.
EndNote Eryürek M (January 1, 2016) Sihirli Sayı Davranışı Gösteren Cu, Pd ve Ti Metal Kümelerinin Katı-Sıvı Faz Geçişleri. Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi 6 1 174–181.
IEEE M. Eryürek, “Sihirli Sayı Davranışı Gösteren Cu, Pd ve Ti Metal Kümelerinin Katı-Sıvı Faz Geçişleri”, Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi, vol. 6, no. 1, pp. 174–181, 2016.
ISNAD Eryürek, Meral. “Sihirli Sayı Davranışı Gösteren Cu, Pd Ve Ti Metal Kümelerinin Katı-Sıvı Faz Geçişleri”. Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi 6/1 (January 2016), 174-181.
JAMA Eryürek M. Sihirli Sayı Davranışı Gösteren Cu, Pd ve Ti Metal Kümelerinin Katı-Sıvı Faz Geçişleri. Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi. 2016;6:174–181.
MLA Eryürek, Meral. “Sihirli Sayı Davranışı Gösteren Cu, Pd Ve Ti Metal Kümelerinin Katı-Sıvı Faz Geçişleri”. Karaelmas Fen Ve Mühendislik Dergisi, vol. 6, no. 1, 2016, pp. 174-81.
Vancouver Eryürek M. Sihirli Sayı Davranışı Gösteren Cu, Pd ve Ti Metal Kümelerinin Katı-Sıvı Faz Geçişleri. Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi. 2016;6(1):174-81.