, , , ,

"Создание упорядоченных структур из нанодисперсных частиц конденсирующихся из газовой фазы". Виктор Сергеевич Байдышев, Илья Васильевич Чепкасов, ХГУ, 25.4.2019

khsu_vsbaidyshev_ivchepkasov_201904.pdf

Работа поддержана грантами:

Состав коллектива

Аннотация

'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.'

Публикации