Kaksiulotteisten materiaalien reunaominaisuuksien paikallinen luonne - Kari, Markus (2025)
Tässä työssä tutkin kaksiulotteisten nanomateriaalien reunojen ominaisuuksia: reunaenergiaa, reunajännitystä, reunan elastista kerrointa ja paikallista tilatiheyttä. Kirjallisuudessa näitä ominaisuuksia on laskettu eri materiaaleille tiheysfunktionaaliteoriaan perustuen. Aiemmin ei kuitenkaan ole tutkittu, ovatko nämä ominaisuudet myös paikallisella tasolla tarkasteltuna reunan ominaisuuksia. Tässä työssä käytän tiiviin sidoksen approksimaatiota, sillä se mahdollistaa ominaisuuksien tutkimisen paikallisella tasolla. Tutkin yhdeksän eri reunan reunaominaisuuksia neljälle materiaalille: grafeenille, kulteenille, heksagonaaliselle boorinitridille ja molybdeenidisulfidille. Ominaisuudesta ja reunasta riippuen, reunaominaisuudet aiheutuvat pääosin reunalla olevista atomeista, mutta myös hieman kauempana reunasta olevat atomit saattavat vaikuttaa reunaominaisuuksiin. Selvä poikkeus on kulteeni porrastetulla reunalla. Sille moni reunaominaisuus aiheutuu koko systeemin atomien yhteisvaikutuksesta. Tutkimus osoittaa, että reunaominaisuudet eivät paikallisella tasolla välttämättä aiheudu reunan atomeista, eivätkä reunaominaisuudet täten aina ole paikallisella tasolla tarkasteltuna reunan ominaisuuksia. Tämä työ koostuu kahdesta osiosta. Johdanto-osuudessa esittelen kaksiulotteiset materiaalit ja käytetyn menetelmän, ja liitteenä olevassa artikkelissa esitellään työn tulokset tarkemmin.