İki Bileşenli Asal Gaz Yığınlarının Erime Ve Karışmasının Moleküler Dinamik Simulasyonu İle İncelenmesi

Abstract

Küçük yığınların yapılarının anlaşılmasına yönelik yöntemler arasında, klasik mekanik simulasyonlar önemli bir yer tutmaktadır. Bu çalışmada, gittikçe artan sayılardaki atomu içeren iki bileşenli asal gaz yığınlarının termodinamik özellikleri hesaplanacaktır. A ve B gibi iki ayrı bileşeni oluşturan atomların büyüklüklerinin ve etkileşme parametrelerinin birbirine oranlarının sistemin erimesine olan etkileri incelenecektir. Bu çalışmada araştırılacak bir diğer nokta da, yığınlarda görülen “phase coexistence”, yani bir yığının zaman içerisinde bazen katı ve bazen de sıvı gibi davrandığı durumların, iki bileşenli yapılar da ortaya çıkıp çıkmadığıdır. Parçacıklar arası etkileşmeler Lennard-Jones potansiyeli ile hesaplanacaktır. Termodinamik özellikleri etkileyebilecek faktörler: a) iki ayrı atomun büyüklerinin oranı, (R), b) A-A ve B-B etkileşmelerinin oranı, (S), c) sistemin toplam enerjisidir, (E). Herhangi bir R ve S değerindeki yığının erime noktası, Lindeman indeksinin,  (bağ uzunluklarındaki istatiksel oynamalar), toplam enerji veya ortalama sıcaklık ile değişim grafiklerinden bulunur: Tek bileşenli yığınlarda bu sıcaklıkların bulunmasından sonra , R ve S ile erime ve “phase coexistence” durumlarındaki değişiklikler araştırılacaktır.

Structural analysis of small clusters are exensively studied by classical simulation techniques due to their interesting thermodynamical behaviour. In this work, we study the thermodynamical properties of binary mixtures of noble gas atoms of A and B. The effects of size ratio and relative strength of interactions of components on the melting temperatures of systems will be analyzed by using constant energy molecular dynamics simulation techniques. The presence of the phase coexistence observed in homogeneous clusters will be searched for the binary mixtures. Intermolecular interactions will be defined by 6-12 Lennard-Jones potential. There are several factors which affect the thermodynamical properties: a) size ratio of the atoms of the binary mixture, (R), b) the ratio of the strength of A-A and B-B interactions, (S), c) total energy of system, (E). Depending on R and S melting point of the cluster will be calculated from the plots of Lindeman factor versus temperature or total energy. Lindeman factor, , is defined as the fluctuations in the bond lengths of the atoms: After reproducing results for homogeneous clusters, melting temperatures will be studied as functions of R and S.