Васильев Сергей Александрович МОЛЕКУЛЯРНО-ДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕРМОИНДУЦИРОВАННЫХ СТРУКТУРНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В НАНОЧАСТИЦАХ МЕТАЛЛОВ ПОДГРУППЫ МЕДИ

Короткий зміст

Во введении обоснована актуальность темы работы, сформулированы основные задачи исследования, отмечена научная новизна полученных результатов.
В первой главе «Термоиндуцированные структурные превращения в металлических наночастицах» рассмотрены основные экспериментальные и теоретические результаты, а также результаты компьютерного моделирования, связанные с размерными зависимостями температур плавления и кристаллизации, а также с полиморфизмом в наночастицах. Сделан вывод о том, что применительно к наночастицам более корректным является применение терминов «изомеры» и «изоморфные превращения». В завершающей части главы на основе проведенного анализа имеющихся публикаций сделаны выводы и поставлены конкретные задачи исследования.
Во второй главе «Подходы к атомистическому моделированию наночастиц» излагаются теоретические основы метода молекулярной динамики и обсуждаются многочастичные потенциалы межатомного взаимодействия, используемые затем при моделировании металлических систем. Кроме того, обсуждается проблема выбора параметризации для осуществления моделирования на примере сравнения двух альтернативных потенциалов TBP и EAM.
Особое внимание уделено методологии определения и интерпретации данных по локальной структуре наночастиц. Рассмотрены ключевые отличия икосаэдрических нанокластеров от ГЦК и ГПУ нанокластеров.
В третьей главе «Гистерезис плавления кристаллизации в металлических наночастицах подгруппы меди» представлены результаты атомистического и термодинамического моделирования наночастиц металлов подгруппы меди, а также сравнение полученных результатов с экспериментальными и теоретическими данными других авторов, и с результатами для наночастиц другого ГЦК-металла - Ni, поскольку они достаточно детально изучались в МД экспериментах других авторов. Основное внимание уделено выяснению механизмов плавления, в частности роли поверхностного плавления. С использованием введенного в работе параметра «степень кристалличности xcryst» подтверждена особая роль поверхностного плавления в поведении частицы при температурах, близких к температуре плавления наночастиц Тт. На рис. 1 представлены температурные зависимости xcryst для наночастиц Au и Ag, из которых видно, что характер изменения структуры при плавлении не зависит от размера частицы. На рис. 2 представлены температурные зависимости xcryst для наночастиц различных металлов и Si, которые также свидетельствуют об общих закономерностях плавления для наночастиц металлов, т.е. о наличии