Статьи автора

Молекулярно-динамическое моделирование контактного плавления в биметаллических наносистемах

Номер выпуска 3 от 12.09.2025

С использованием изотермической молекулярной динамики и метода погруженного атома изучены закономерности и механизмы контактного плавления (КП) в эвтектических биметаллических системах Ag-Cu с различной геометрией: плоскопараллельном бислое Ag₄₃₃₅-Cu₅₉₅₆ , состоящем из слоев Cu₅₉₅₆ и Ag₄₃₃₅ одинаковой толщины, и системе из двух наночастиц Ag₁₀₁₂ и Cu₁₄₄₅ в форме прямоугольных параллелепипедов. В последнем случае КП осложняется рядом других процессов, включая приобретение дочерней наночастицей сферической формы, поверхностную диффузию и поверхностную сегрегацию Ag. Для бислоя изучена кинетика КП, включая кинетическую зависимость потенциальной части удельной внутренней энергии. На основе этой зависимости идентифицированы и проанализированы стадии КП. Кроме того, проанализирована температурная зависимость скорости КП, оценен коэффициент взаимной диффузии. Аналогичные молекулярно-динамические эксперименты были проведены на наносистемах Ni-Cu. Как и следовало ожидать, в этих системах КП не наблюдалось, поскольку сплав Ni-Cu не является эвтектическим.

7 0

Нанотермодинамика на примере металлических наночастиц

Номер выпуска 8 от 12.09.2025

После анализа проблемы распространения метода поверхностных избытков Гиббса на наноразмерные объекты, рассмотрены два различных подхода к применению метода Гиббса для нахождения удельной поверхностной энергии металлических наночастиц. Первый из них отвечает использованию локально-координационного приближения для оценки удельной поверхностной энергии икосаэдрических наночастиц ГЦК-металлов (магических нанокластеров). Впервые мы обратили внимание на то, что для такого нанокластера возможен точный расчет как доли поверхностных атомов, так и значений первого координационного числа во внутренней области наночастицы и на ее поверхности (на гранях, ребрах и в вершинах). Второй подход, реализованный нами ранее для сферических наночастиц Au, а в данной работе – для ГЦК наночастиц Pt, отвечает комплексному применению метода Гиббса, адаптированного для наночастиц и результатов молекулярно-динамического моделирования. Оценки с использованием обоих подходов достаточно хорошо согласуются с экспериментальными значениями поверхностной энергии, отвечающими плоской поверхности объемных фаз соответствующих металлов. В завершающем разделе работы обсуждаются границы применимости термодинамики к наносистемам.

3 0