تحلیل رفتار مکانیکی-حرارتی نانوسیم‌ طلا به روش دینامیک مولکولی

Abstract

با رشد و توسعه فزاینده علم و فناور‌ی‌ نانو، کاربرد نانو سنسورها، سیستم‌های نانو الکترومکانیکی، سیستم‌های نانوالکترونیکی و وسایل نانو فتونیکی رو به افزایش است. نانوسیم‌ها به عنوان یکی از اجزاء کلیدی این سیستم‌ها نقش قابل توجهی در عملکرد درست آنها دارند. بنابراین شناخت رفتار مکانیکی- حرارتی نانوسیم‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. با توجه به مشکلات اجتناب‌ناپذیر در انجام آزمایش‌های تجربی بر روی نانو‌سیم‌ها، از جمله نیاز به تجهیزات بسیار دقیق و پیشرفته و همچنین هزینه و زمان زیاد مورد نیاز برای انجام این آزمایش‌ها، تعدادی از پژوهشگران به مدل‌سازی و شبیه‌سازی رفتار نانو‌سیم‌ها پرداخته‌اند. شبیه‌سازی دینامیک مولکولی یکی از بهترین روش‌های شناخت خواص نانو‌سیم‌ها می‌باشد که در اغلب شبیه‌سازی‌های نانو مقیاس از این روش استفاده می‌شود. با استفاده از روش‌های شبیه‌سازی و مدل‌سازی می توان خواص نانو‌سیم‌ها را با صرف هزینه اندک و زمان بسیار کوتاهی، در مقایسه با روش‌های تجربی، به انجام رساند. در این مقاله، با هدف شناخت رفتار مکانیکی- حرارتی نانوسیم طلا، تاثیر دما ( 300، 450، 600 و 700 درجه کلوین) و نرخ کرنش (1/s 1082، 1/s 1092 و 1/s 10102) بر خواص مکانیکی نانوسیم از جمله منحنی تنش- کرنش، تنش تسلیم، تنش در لحظه شکست و میزان ازدیاد طول نانوسیم با قطر و طول به ترتیب 3 و 6 نانومتر به روش دینامیک مولکولی با استفاده از روش اتم جایگزین شده (پتانسیل EAM ) بررسی شده است.