khsu_vsbaidyshev_ivchepkasov_201904.pdf

Работа поддержана грантами:

• РФФИ, 15-42-04164 р_сибирь_а «Создание упорядоченных структур из нанодисперсных частиц конденсирующихся из газовой фазы», рук. Гафнер Ю.Я., 2015-2016.
• РФФИ, 16_32_00125_мол_а «Исследование механизмов синтеза и термических свойств однородных и раздельнофазных двухкомпонентных наночастиц», рук. Чепкасов И. В., 2016-2017.

• Гафнер Юрий Яковлевич, дфмн, профессор, ФГБОУ ХГУ им. Н.Ф. Катанова
• Байдышев Виктор Сергеевич, кфмн, доцент, ФГБОУ ХГУ им. Н.Ф. Катанова
• Чепкасов Илья Васильевич, кфмн, доцент, ФГБОУ ХГУ им. Н.Ф. Катанова

'Методами теоретического моделирования получены результаты конденсации наночастиц из газовой среды и их термической стабильности. Подробно изучались процессы эволюции моделируемой системы при охлаждении с различными фиксированными скоростями, конечными температурами и концентрациями атомов металла в системе. В результате проведенных исследований была показана четкая зависимость между скоростью охлаждения системы, конечной температурой, концентрацией, размером и структурой синтезированных кластеров и определены наиболее оптимальные условия синтеза наночастиц Cu-Au с необходимыми свойствами (форма, размер, структура). Было выявлено, что при уменьшении скорости охлаждения в 5 раз среднее количество атомов в частице увеличивалось примерно в 1.5 раза, а наиболее благоприятные условия для образования кластеров с плотноупакованной ГЦК или ГПУ структурами возникают при установившейся в системе скорости охлаждения U = 0,8*10^11 К/с, конечной температуре Tf = 373 К и концентрации атомов металла n=2,1*10^27 м^-3. При помощи эволюционного алгоритма поиска стабильных фаз USPEX были предсказаны структуры CuxAu(1-x) обладающие тетрагональной сингонией. Исследование разупорядоченных интерметаллических фаз показало, что высота барьера диффузии одиночного атома золота в структуре меди по вакансионному механизму (в среднем) на 0.32 эВ выше, чем высота барьера диффузии атома меди с объемной структуре золота, что будет способствовать диффузии атомов меди в золото на границе раздела фаз. Было показано, что рост двухкомпонентных наночастиц типа ядро-оболочка Cu@Si происходить наиболее эффективно за счет осаждения малых кластеров Si на сформированное металлическое ядро Cu. При гомогенной конденсации из атомарных паров Cu и Si формируются только частицы сплава. Исследование термоактивируемых структурных переходов ГЦК→Ih в PtPd наночастицах показало увеличение среднего поверхностного заряда в частицах с икосаэдрической структурой по сравнению с ГЦК наночастицами. Согласно нашим расчетам, увеличение среднего поверхностного заряда для икосаэдрических монодисперсных наночастиц Pt и Pd по сравнению с ГЦК-структурой составляет 27%. Среди всех исследованных наночастиц наибольший избыток электронной плотности на поверхности наблюдался в икосаэдрической частице, где ядро Pd покрывалось монослоем Pt.'

• Chepkasov I. V. et al. Stability and Electronic Properties of PtPd Nanoparticles via MD and DFT Calculations //The Journal of Physical Chemistry C. – 2018. – Т. 122. – №. 31. – С. 18070-18076. (Импакт-фактор: 4.484)
• Chepkasov I. V., Gafner Y. Y., Gafner S. L. Synthesis of Cu nanoparticles by condensation from the gas phase // Phase Transitions. – 2017. – Т. 90. – №. 6. – С. 590-597. (Импакт-фактор: 1.028)
• Чепкасов И. В., Гафнер Ю. Я., Высотин М. А., Редель Л. В. Исследование процессов плавления наночастиц Pt-Pd различного типа // Физика твердого тела. – 2017. – Т. 59. – №. 10. – С. 2050-2055. (Импакт-фактор: 0.727)
• Чепкасов И.В. Оценка стабильности структуры палладий-платиновых наночастиц различного типа // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов [Текст]: межвуз. сб. науч. тр. / под общей редакцией В.М. Самсонова, Н.Ю. Сдобнякова. Тверь: Твер. гос. ун-т, 2016. - Вып. 8. - С.379-386
• Чепкасов И.В. Анализ термической стабильности наночастиц Cu@Si // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов [Текст]: межвуз. сб. науч. тр. / под общей редакцией В.М. Самсонова, Н.Ю. Сдобнякова. Тверь: Твер. гос. ун-т, 2016. - Вып. 8. - С.387-392
• Чепкасов И.В. Исследование конденсации наночастиц CuAu из газовой фазы. МД – моделирование // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов [Текст]: межвуз. сб. науч. тр. / под общей редакцией В.М. Самсонова, Н.Ю. Сдобнякова. Тверь: Твер. гос. ун-т, 2016. - Вып. 8. - С.393-397
• Байдышев В. С., Картавых Е. А. Теоретическое исследование механизмов синтеза из газовой фазы двухкомпонентных наночастиц Cu@Si // Наноматериалы и технологии: Сборник трудов международной научно-практической конференции (Улан-Уде, 22-26 августа 2016 г.) / науч.ред. Б. Б. Дамдинов, В. В. Сызранцев. - Улан-Уде: Издательство БГУ, 2016. – С. 248-253.
• Байдышев В.С., Цура В.А., Чепкасов И.В. Моделирование образования наночастиц CuAu в процессе газофазного синтеза // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов: межвуз. сб. науч. тр. / под общей редакцией В.М. Самсонова, Н.Ю. Сдобнякова. – Тверь: Твер. гос. ун-т, 2017. – Вып. 9. – С. 64-70.
• Чепкасов, И.В., Артемова Н.Д., Байдышев В.С. Термодинамическая стабильность наночастиц CuxAg1-x // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов: межвуз. сб. науч. тр. / под общей редакцией В.М. Самсонова, Н.Ю. Сдобнякова. – Тверь: Твер. гос. ун-т, 2017. – Вып. 9. – С. 500-504.
• Чепкасов, И.В., Баев А.Ю., Байдышев В.С. Оценка стабильности наночастиц CuAu различного типа // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов: межвуз. сб. науч. тр. / под общей редакцией В.М. Самсонова, Н.Ю. Сдобнякова. – Тверь: Твер. гос. ун-т, 2017. – Вып. 9. – С. 505-509.
• Чепкасов И.В., Джамалханова А.М. Термодинамические свойства наночастиц «ядро-оболочка» Cu@Si // Наноматериалы и технологии: Сборник трудов международной научно-практической конференции (Улан-Уде, 22-26 августа 2016 г.) / науч.ред. Б. Б. Дамдинов, В. В. Сызранцев. - Улан-Уде: Издательство БГУ, 2016. – С. 244-247
• Чепкасов И.В., Гафнер Ю.Я. Термическая стабильность наночастиц Cu@Si // Перспективы развития фундаментальных наук: труды XIIIМеждународной конференции студентов и молодых ученых. Россия, Томск, 26-29 апреля 2016г./ под ред. И.А. Курзиной, Г.А. Вороновой. - Томск: Изд-во Национального Исследовательского Томского политехнического университета, 2016. - С. 316-318.
• Чепкасов И.В., Высотин М.А., Редель Л.В. Структура и стабильность палладий-платиновых наночастиц различного типа // Нанотехнологии функциональных материалов (НФМ’16): Труды международной научно-технической конференции. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та. 2016. 674-680 c.
• Байдышев В.С., Картавых Е.А., Гафнер Ю.Я. Компьютерное моделирование процесса образования двухкомпонентных наночастиц Cu@Si из газовой фазы // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения / Материалы Международной научно-технической конференции «INTERMATIC–2016», 21–25 ноября 2016 г., Москва. / Под ред. академика РАН А.С. Сигова. –М.: Галлея-Принт, 2016, часть 1. – С. 67-70.
• Картавых Е.А., Цура В.А., Байдышев В.С. Исследование термодинамической стабильности нанокластеров CuAu // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения / Материалы Международной научно-технической конференции «INTERMATIC–2017», 21–23 ноября 2017 г., Москва. / Под ред. академика РАН А.С. Сигова. – М.: МИРЭА, 2017, часть 1. – С. 104-107.
• Чепкасов И.В., Баев А.Ю. Компьютерное моделирование термического воздействия на наночастицы Pd-Pt различного типа // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения / Материалы Международной научно-технической конференции «INTERMATIC–2017», 21–23 ноября 2017 г., Москва. / Под ред. академика РАН А.С. Сигова. – М.: МИРЭА, 2017, часть 1. – С. 120-123.
• Картавых Е. А. Моделирование процессов формирования двухкомпонентных янус-частиц Сu@Au в процессе конденсации из высокотемпературной газовой фазы // ХIII Российская ежегодная конференция молодых научных сотрудников и аспирантов «Физико- химия и технология неорганических материалов». Москва. 17-20 октября 2017 г. / Сборник трудов. – М: ИМЕТ РАН, 2017. – С. 113-115.
• Baidyshev V. S., Chepkasov I. V., Artemova N. D. Study of thermal stability of disordered alloy AgxCu1-x nanoparticles by molecular dynamic simulations // J. Phys.: Conf. Ser. 2018, 1015, 032021 (WoS, Scopus)
• Chepkasov I. V., Baidyshev V. S., Baev A.Y. Structural properties of CuAu nanoparticles with different type. Molecular dynamic simulations // J. Phys.: Conf. Ser. 2018, 1015, 032022 (WoS, Scopus)
• Chepkasov I. V., Baidyshev V. S., Tsura V.A. Molecular dynamic simulation of melting copper-silicon nanoparticles // J. Phys.: Conf. Ser. 2018, 1015, 032023(WoS, Scopus)
• Байдышев В.С. Компьютерное моделирование процесса формирования ядро-оболочечных наночастиц Сu@Si // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2018. – Вып.10. – С. 64-71. (ВАК)
• Чепкасов И.В., Байдышев В.С., Высотин М.А., Попов З.И. Исследование процесса напыление тонких пленок силицида железа на поверхность кремния // Четвертый междисциплинарный научный форум с международным научный форум участием «Новые материалы и перспективные технологии» . Москва. 27-30 ноября 2018 г./ Сборник материалов. ТОМ I - М: ООО «Буки Веди», 2018 г. C. 529-530
• Высотин М.А., Чепкасов И.В., Попов З.И. Исследование свойств интерфейса тонких пленок силицида марганца и поверхности Si (111) // Четвертый междисциплинарный научный форум с международным научный форум участием «Новые материалы и перспективные технологии». Москва. 27-30 ноября 2018 г./ Сборник материалов. ТОМ I - М: ООО «Буки Веди», 2018 г. C. 112-114.