تحلیل رفتار مکانیکیحرارتی نانوسیم‌ طلا به روش دینامیک مولکولی

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.

Analysis of ThermoMechanical Behavior of Gold Nanowire by Using Molecular Dynamics Method

With the increasing growth and development of Nano science and nanotechnology, applications of the Nanosensors, Nanoelectromechanical systems, Nanoelectric systems and Nanophotonic devices is rising daybyday. Nanowires, as one of the key components of these systems, play a significant role in their proper function. Therefore, recognition of the thermomechanical behavior of nanowires has a particular importance. Due to the inevitable problems in conducting empirical experiments on nanowires, including the need for highly precise and advanced equipment, as well as the high cost and time needed to carry out these experiments, a number of researchers have simulated the behavior of nanowires. Molecular dynamics simulation is one of the best methods for recognizing the properties of nanowires, which is used in most nanoscale simulations. By using simulation and modeling methods, nanowires properties can be studied at a very low cost and short time, in comparison with experimental methods. In this paper, the effect of temperature (300, 450, 600 and 700 ◦K) and strain rate (2×108, 2×109 and 2×1010 1/s) on the mechanical properties of a gold nanowire (with diameter and length of 3 and 6 nanometers, respectively) such as stressstrain curve, yield stress, stress at failure moment, and the magnitude of nanowire elongation by molecular dynamics method have been investigated to determine the thermomechanical behavior of the gold nanowire.