Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов
Основан в 2009 году

Об альтернативных подходах к определению радиуса и других геометрических характеристик наночастиц

В.М. Самсонов

ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

DOI: 10.26456/pcascnn/2015.7.413

Оригинальная статья

Аннотация: Проанализировано понятие радиуса наночастицы и его взаимосвязь с числом содержащихся в ней молекул (атомов), содержащихся в частице. Сделан вывод о том, что в большинстве случаев, когда изменение размера частицы вследствие протекающих в ней структурных превращений не является принципиальным, радиус эквимолекулярной разделяющей поверхности может использоваться в качестве адекватной меры размера частицы.

Ключевые слова: наночастица, радиус, эквимолекулярная разделяющая поверхность, метод поверхностных фаз Гиббса, радиус Вигнера-Зейтца, радиус инерции, распределение плотности

  • Самсонов Владимир Михайлович – д.ф.-м.н., профессор кафедры общей физики, главный редактор сборника, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

Ссылка на статью:

Самсонов, В.М. Об альтернативных подходах к определению радиуса и других геометрических характеристик наночастиц / В.М. Самсонов // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2015. — Вып. 7. — С. 413-424. DOI: 10.26456/pcascnn/2015.7.413.

Полный текст: загрузить PDF файл

Библиографический список:

1. Zheng, X.G. Giant negative thermal expansion in magnetic nanocrystals / X.G. Zheng, H. Kubozono, H. Yamada, K. Kato, Y. Ishiwata and C.N. Xu // Nature Nanotechnology. – 2008. – V. 3. – P. 724-726.
2. Николаев, В.И. О тепловом расширении наночастиц / В.И. Николаев, А.М. Шипилин // Физика твердого тела. – 2000. – Т. 42. – Вып. 1. – С. 109.
3. Лахно, В.Д. Кластеры в физике, химии, биологии / В.Д. Лахно. – М.-Иваново, 2001. – 256 с.
4. Самсонов, В.М. Молекулярно-динамическое исследование плавления и кристаллизации наночастиц / В.М. Самсонов, С.С. Харечкин, С.Л. Гафнер, Л.В. Редель, Ю.Я. Гафнер // Кристаллография. – 2009. – Т. 54. – № 3. – С .530-536.
5. Гафнер, С.Л. Структурные переходы в малых кластерах никеля / С.Л. Гафнер, Л.В. Редель, Ж.В. Головенько, Ю.Я. Гафнер, В.М. Самсонов, С.С. Харечкин // Письма в ЖЭТФ. – 2009. – Т. 89. – Вып. 7. – С. 425-431.
6. Самсонов, В.М. О структурных переходах в наночастицах / В.М. Самсонов, С.С. Харечкин, С.Л. Гафнер, Л.В. Редель, Ю.Я. Гафнер, Ж.В. Головенко // Известия РАН. Серия физическая. – 2010. – Т. 74. – №5. – С. 707-710.
7. Самсонов, В.М. Молекулярно-динамическое исследование размерной зависимости теплоты плавления металлических нанокластеров / В.М. Самсонов, С.А. Васильев, А.Г. Бембель, Т.Е. Самсонов, В.Л. Скопич. // Физика твердого тела. – 2014. – Т. 56. – Вып. 12. – С. 2289-2292.
8. Самсонов, В.М. Сравнительное молекулярно-динамическое исследование плавления и кристаллизации нанокластеров никеля и золота / В.М. Самсонов, А.Г. Бембель, О.В. Шакуло, С.А. Васильев // Кристаллография. – 2014. – Т. 59. – № 4. –
С. 641-647.
9. Гафнер, Ю.Я. Возможные механизмы роста теплоемкости в наноструктурированных металлах. / Ю.Я. Гафнер, С.Л. Гафнер, И.С. Замулин, Л.В. Редель, В.М. Самсонов // Физика твердого тела. – 2013. – Т. 55. – Вып. 10. – С. 2026-2033.
10. Самсонов, В.М. Гистерезис плавления и кристаллизации нанокластеров: термодинамика и компьютерный эксперимент / В.М. Самсонов, А.Г. Бембель // Ядерная физика и инжиниринг. – 2013. – Т. 4. – № 6. – С. 578-589.
11. Chini, P. Synthesis of large anionic carbonyl clusters as models for small metallic crystallites / P. Chini // Gazzetta Chimica Italiana. – 1979. – V. 109. – P. 225-240.
12. Гусев, А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии / А.И. Гусев. – М.: Физматлит, 2005. – 416 с.
13. Кузьмин, В.И. Строение кластеров серебра с магическими числами атомов по данным молекулярной динамики / В.И. Кузьмин, Д.Л. Тытик, Д.К. Белащенко, А.Н. Сиренко // Коллоидный журнал. – 2008. – Т. 70. – № 3. – С. 316-329.
14. Qi, Yue. Melting and crystallization in Ni nanoclusters: The mesoscale regime / Yue Qi, T. Cagin, W.L. Johnson, W.A. Goddard // The Journal of Chemical Physics. – 2001. – V. 115. – I. 1. – P. 385-394.
15. Русанов, А.И. Фазовые равновесия и поверхностные явления / А.И. Русанов, – Л.: Химия, 1967. – 388 с.
16. Фишер, И.З. Статистическая теория жидкостей / И.З. Фишер. – М.: Наука, 1961. – 280 с.
17. Самсонов, В.М. Сравнительное молекулярно-динамическое исследование процессов нанокристаллизации в однокомпонентных и бинарных системах / В.М. Самсонов, С.С. Харечкин, Р.П. Барбасов // Известия РАН. Серия физическая. – 2006. – Т. 70. – №7. – С. 1011-1015.
18. Самсонов, В.М. О проблеме применимости к наночастицам понятий термодинамической фазы и фазового перехода / В.М. Самсонов. В кн.: Динамические явления в сложных системах; / под редакцией А.В. Мокшина, С.А. Демина, Р.М. Хуснутдинова, О.Ю. Панищева. – Казань: Изд-во Министерства образования и науки РТ. – 2011. – С. 237-259.
19. Cleri, F. Tight-binding potentials for transition metals and alloys / F. Cleri, V. Rosato // Physical Review B. – 1993. – V. 48. – I. 1. – P. 22-33.
20. Дерягин, Б.В. Поверхностные силы / Б.В. Дерягин, Н.В. Чураев, В.М. Муллер. – М.: Наука, –1985. – 398 c.
21. Русанов, А.И. Лекции по термодинамике поверхностей / А.И. Русанов, – С.Пб.: Лань, 2013. – 240 с.
22. Быков, Т.В. Термодинамические характеристики малой капли в рамках метода функционала плотности / Т.В. Быков, А.К. Щекин // Коллоидный журнал. – 1999. – Т. 61. – № 2. – С. 164-171.
23. Самсонов, В.М. Условия применимости термодинамического описания высокодисперсных и микрогетерогенных систем / В.М. Самсонов // Журнал физической химии. – 2002. – Т. 76. – № 11. – С. 2047-2051.
24. Samsonov, V.M. Investigation of the microdrop surface tension and the linear tension of the wetting perimeter on the basis of similarity concepts and the thermodynamic perturbation theory / V.M. Samsonov, L.M. Shcherbakov, A.R. Novoselov, A.V. Lebedev // Colloids and Surfaces. – 1999. – V. 160. – I. 2. – P. 117-121.
25. Базулев, А.Н. Применение термодинамической теории возмущений к расчету поверхностного и межфазного натяжений нанометровых микрокапель / А.Н. Базулев, В.М. Самсонов, Н.Ю. Сдобняков // Журнал физической химии. – 2002. – Т. 76. – № 11. – С. 2057-2061.
26. Самсонов, В.М. О линейной формуле Русанова для поверхностного натяжения малых объектов / В.М. Самсонов, А.Н. Базулев, Н.Ю. Сдобняков // Доклады Академии Наук. – 2003. – Т. 389. – № 2. – С. 211-213.
27. Сдобняков, Н.Ю. Применение термодинамической теории возмущений к расчету удельной избыточной свободной энергии и расклинивающего давления в смачивающем слое неполярной жидкости с выпуклой границей раздела / Н.Ю. Сдобняков, Д.А. Кульпин, В.М. Самсонов, В.В. Зубков, А.Н. Базулев // Известия РАН. Серия физическая. – 2009. – Т. 73. – № 8. – С. 1198-1202.
28. Сдобняков, Н.Ю. Исследование удельной свободной поверхностной энергии нанокапель алюминия с использованием потенциала Шоммерса / Н.Ю. Сдобняков, А.Н. Базулев, В.М. Самсонов, Д.А. Кульпин, Д.Н. Соколов // Журнал структурной химии. – 2009. – Т. 50. – № 6. – С. 1223-1228.
29. Samsonov, V.M. On applicability of Gibbs thermodynamics to nanoparticles / V.M. Samsonov, A.N. Bazulev, N.Yu. Sdobnyakov // Central European Journal of Physics. – 2003. – V. 1. – № 3. – P. 474-484.
30. Сдобняков, Н.Ю. Исследование размерной зависимости поверхностного натяжения твердых наночастиц на основе термодинамической теории возмущений / Н.Ю. Сдобняков, В.М. Самсонов // Известия ВУЗов: Химия и химическая технология. – 2003. – Т. 46. – Вып. 5. – С. 90-94.
31. Blokhuis, E.M. Density functional theory of a curved liquid-vapour interface: evaluation of the rigidity constants / E.M. Blokhuis, A.E. van Giessen // Journal of Physics: Condensed Matter. – 2013. V. 25. № 22. P. 225003-225014.
32. Lewis, L.S. Melting, freezing and coalescence of gold nanoclusters / L.S. Lewis, P. Jensen, J.L. Barrat // Physical Review B. – 1997. – V. 56. – I. 4. – P. 2248-2257.
33. Сдобняков, Н.Ю. О влиянии поверхностных и объемных дефектов на термодинамические и структурные характеристики наночастиц металлов при фазовом переходе плавление-кристаллизация / Н.Ю. Сдобняков, Т.А. Ванюшева, А.Ю. Колосов, Д.Н. Соколов, Н.В. Новожилов, А.С. Михайлов, А.П. Андрийчук, И.В. Карташов // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2015. – № 2. – C. 60-68.
34. Сдобняков, Н.Ю. Исследование структурных характеристик нанокластеров меди в процессе плавления и кристаллизации / Н.Ю. Сдобняков, М.А. Харитонова, А.П. Андрийчук, А.Н. Базулев, И.В. Карташев, П.В. Комаров, Д.Н. Соколов // 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, 2014. – Вып. 6. – С. 353-361.
35. Соколов, Д.Н. Исследование структурных характеристик нанокластеров металлов в процессе плавления кристаллизации с использованием многочастичного потенциала Гупта / Д.Н. Соколов, А.П. Андрийчук, М.А. Харитонова, И.В. Карташов, П.В. Комаров, Н.Ю. Сдобняков // 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, 2013. – Вып. 5. – С. 301-316.
36. Соколов, Д.Н. Исследование изменения формы наночастиц золота при фазовом переходе кристалл-жидкость / Д.Н. Соколов, Н.Ю. Сдобняков, П.В. Комаров, А.Ю. Колосов // Ученые записки Орловского государственного университета. – 2013. – Т. 53. №4. C. 85-90.
37. Сдобняков, Н.Ю. Исследование термодинамических характеристик нанокластеров золота с использованием многочастичного потенциала Гупта / Н.Ю. Сдобняков, П.В. Комаров, Д.Н. Соколов, В.М. Самсонов // Физика металлов и металловедение. – 2011. – Т. 111. – № 1. – С. 15-22.
38. Гордон, А. Спутник химика. Физико-химические свойства, методики, библиография / А. Гордон, Р. Форд. – М.: Мир, 1976. – С. 95-101.

Содержание |