Моделирование процесса синтеза из газовой среды наночастиц Cu-Au: общий анализ
Ю.Я. Гафнер, Д.А. Рыжкова
ФГБОУ ВО «Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова»
DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.383
Краткое сообщение
Аннотация: Методом молекулярной динамики проведена имитация процесса синтеза из высокотемпературной газовой фазы нанокластеров целевого состава CuAu. В качестве начальной конфигурации были использованы 91124 атомов Cu и Au, расположенных хаотично в пространстве со средним расстоянием между ними в 30 Боровских радиусов. Набор параметров был выбран таким образом, чтобы имитировать условия конденсации в среде инертного газа (IGC – inert gas condensation). На основе полученных данных сделаны выводы об основных этапах эволюции модельной системы при охлаждении со скоростью отвода термической энергии 108 К/с. Показано, что начальная стадия синтеза состоит из пяти различных этапов, постепенно приводящих к формированию первичных сферических наночастиц бинарного сплава CuAu. На конечном этапе происходит завершающая трансформация формирующихся первичных наночастиц, заключающаяся в практически полном исчезновении исходной атомной атмосферы с образованием сферичных бинарных наночастиц, характерной особенностью которых является вытеснение атомов золота на поверхность.
Ключевые слова: нанотехнологии, нанопорошки, компьютерное моделирование, сильная связь, наночастицы, медь, золото
- Гафнер Юрий Яковлевич – д.ф.-м.н., профессор, заведующий кафедрой математики, физики и информационных технологий, ФГБОУ ВО «Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова»
- Рыжкова Дарья Антоновна – аспирант, aссистент кафедры математики, физики и информационных технологий, ФГБОУ ВО «Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова»
Ссылка на статью:
Гафнер, Ю.Я. Моделирование процесса синтеза из газовой среды наночастиц Cu-Au: общий анализ / Ю.Я. Гафнер, Д.А. Рыжкова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2022. — Вып. 14. — С. 383-390. DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.383.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Гафнер, Ю.Я. Влияние химического состава на размер синтезированных из газовой фазы наночастиц Cu-Au / Ю.Я. Гафнер, С.Л. Гафнер // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2019. – Вып. 11. – С. 449-457. DOI: 10.26456/pcascnn/2019.11.449.
2. Kato, S. Gas-phase synthesis of morphology-controlled Pt nanoparticles and their impact on cinnamaldehyde hydrogenation / S. Kato, J. Ohyama, M. Machida, A. Satsuma // Catalysis Science and Technology Journal. – 2019. – I. 9. – P. 2097-2102. DOI: 10.1039/C9CY00158A.
3. Starsich, F.H.L. Gas-phase synthesis of magnetic metal/polymer nanocomposites / F.H.L. Starsich, A.M. Hirt, W.J. Stark, R.N. Grass // Nanotechnology. – 2014. – V. 25. – Art. № 505602. – 7 p. DOI: 10.1088/0957-4484/25/50/505602.
4. Zhao, L. Gas-phase synthesis of benzene via the propargyl radical self-reaction / L. Zhao, W. Lu, M. Ahmed et.al. // Science Advances. – 2021. – V. 7. – I. 21. – Art. № eabf0360. – 9 p. DOI: 10.1126/sciadv.abf0360.
5. Deepak, F.L. Gas-phase synthesis of inorganic fullerene-like structures and inorganic nanotubes / F.L. Deepak, R. Tenne // Central European Journal of Chemistry. – 2008. – V. 6. – P. 373-389. DOI: 10.2478/s11532-008-0043-2.
6. Arbelaez Perez, O. Gas phase synthesis of dimethyl carbonate from CO2 and CH3OH over Cu-Ni/AC. A kinetic study / O. Arbelaez Perez, S. Cardozo, A. Orrego-Romero, A. Villa, F. Bustamante // Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia. – 2019. – № 90. – P. 88-99. DOI: 10.17533/udea.redin.20190941.
7. Snellman, M. Continuous gas-phase synthesis of core-shell nanoparticles via surface segregation / M. Snellman, N. Eom, M. Ek, M.E. Messing, K. Deppert // Nanoscale Advances. – 2021. – V. 3. – P. 3041- 3052. DOI: 10.1039/D0NA01061H.
8. Schulz, С. Gas-phase synthesis of functional nanomaterials: Challenges to kinetics, diagnostics, and process development / C. Schulz, T. Dreier, M. Fikri, H. Wiggers // Proceedings of the Combustion Institute. – 2019. – V. 37. – I. 1. – P. 83-108. DOI: 10.1016/j.proci.2018.06.231.
9. Гафнер, С.Л. Анализ процессов конденсации наночастиц Ni из газовой фазы / С.Л. Гафнер, Ю.Я. Гафнер // Журнал экспериментальной и теоретической физики. – 2008. – Т. 134. – № 4. – С. 831- 844. DOI: 10.1134/S1063776108100191.
10. Cleri, F. Tight binding potentials for transition metals and alloys / F. Cleri, V. Rosato // Physical Review B. – 1993. – V. 48. – I. 1. – Р. 22-33. DOI: 10.1103/PhysRevB.48.22.