Frictional and vibrational properties of low-dimensional nanostructures have been investigated using the state-of-the-art ab-initio calculations.Stringent test of stability based on calculation of phonon dispersions have been performed for various materials having important potential applications in nanoscience and nanotechnology. Silicene, a counterpart of graphene composed of silicon atoms, is one of such materials with its suitability to well established silicon technology together with eccentric electronic structure due to its honeycomb symmetry. Vibrational spectrum of silicene is found to be exempt from imaginary frequencies upon the puckering of atoms in adjacent sublattices while preserving the symmetry necessary for occurrence of massless Dirac Fermions. Analyses of vibrational properties of silicene nanoribbons and carbon atomic chains revealed new interesting physics like fourth acoustical mode and long-ranged interactions due to Friedel oscillations.Basic concepts of friction science like dissipation phenomena, adiabatic and sudden processes together with several simple models of friction have been summarized. A new method for calculation of corrugation potential between layered lubricants under constant loading pressure is introduced. Transition from stick-slip to continuous sliding regime is quantified through definition of frictional figure of merit for layered lubricants. Using this measure tungsten oxide is proposed as an oxidation resistant material which can outperform molybdenum disulfide as a superlubricant. It was found that, the corrugation strengths of graphene layers sandwiched between Ni slabs decrease as the number of layers increase.

Düşük boyutlu nanomalzemelerin sürtünme ve titreşimsel özellikleri ilk prensiplere dayanan en gelişmiş hesaplama yöntemleriyle incelendi.Fonon eğrilerinin hesaplanmasıyla nanobilim ve nanoteknolojide önemli uygulama potansiyeli taşı yan malzemelerin kararlılıkları test edildi. Bunlardan birisi grafin'in silisyum atomlarından oluşan analoğu olan silisen'dir. Silisen, günümüzün silikon teknolojisine uyumunun yanında, sahip olduğu eksantrik elektronik yapısıyla da önem taşımaktadır. Silisen'deki atomlar yukarı ve aşağı hareket ederek titreşimsel spektrumu sanal frekanslardan arındırmakta ve bununla birlikte kütlesiz Dirac Fermiyon'larının oluşumu için gerekli olan simetriyi korumaktadır. Silisen nanoşeritlerin ve atomik karbon zincirlerin titreşimsel özelliklerinin incelenmesi sonucu dördüncü akustik mod ve Friedel salınımlarından kaynaklı uzun mesafeli etkileşim gibi yeni fiziksel olgular ortaya konmuştur.Sürtünme biliminin temel kavramları olan enerji yayımı, adiyabatik ve ani olgularla birlikte sürtünmenin anlaşılması için kullanılan birkaç basit model özetlenmiştir. Katmanlı yağlama malzemelerinin sabit basınç altında korugasyon potansiyelinin hesaplanması için yeni bir yöntem geliştirilmiştir. Bu malzemelerin yapışma kayma rejiminden düzenli kayma rejimine geçişi sürtünmesel başarım katsayısının tanımlanmasıyla kantitatif hale getirilmiştir. Bu ölçüt kullanılarak, oksitlenmeye dayanıklı olan tungsten oksit malzemesinin süperyağlama malzemesi olarak molibden disulfat malzemesinden daha yüksek performans gösterebileceği öne sürülmüştür. Nikel yüzeyleri arasına konulan grafin tabakaların sürtünmeyi düşürdüğü ve bu etkinin tabaka sayısıyla birlikte arttığı gözlemlenmiştir.