Молекулярно-динамическое исследование размерной зависимости температуры плавления наночастиц кремния

И.В. Талызин, М.В. Самсонов, С.А. Васильев, М.Ю. Пушкарь, В.В. Дронников, В.М. Самсонов
ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

DOI: 10.26456/pcascnn/2018.10.618

Аннотация: Размерная зависимость температуры плавления наночастиц Si исследовалась с использованием как молекулярно-динамического, так и термодинамического моделирования, основывающегося на применении формулы Томсона. Результаты атомистического моделирования, полученные с использованием потенциала Стиллинджера-Вебера, согласуются с результатами других авторов, а также с результатами термодинамического моделирования и предсказывают уменьшение температуры плавления T_m наночастиц Si с увеличением их обратного радиуса R^-1 по линейному закону. Имеющиеся экспериментальные данные предсказывают более низкие значения T_m, включая предельное значение T_m^(∞), отвечающее линейной экстраполяции экспериментальных точек к R^-1 → 0 (т.е. к радиусу R → ∞), причем занижение составляет 200 − 300 К по сравнению с табличным значением температуры плавления кремния (1688 К). Учитывая это, сделан вывод о том, что молекулярно-динамические результаты дляT_m(R^-1) , полученные с использованием потенциала Стиллинджера-Вебера, являются более адекватными, чем имеющиеся экспериментальные данные.
Ключевые слова: наночастицы кремния, температура плавления, размерная зависимость, молекулярная динамика, термодинамика.

Библиографическая ссылка:
Талызин, И.В. Молекулярно-динамическое исследование размерной зависимости температуры плавления наночастиц кремния / И.В. Талызин, М.В. Самсонов, С.А. Васильев и др. // 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, 2018. — Вып. 10. — С. 618-627.

Полный текст: загрузить PDF файл