Анализ термической устойчивости внутреннего строения наночастиц Ag-Cu
А.А. Череповская, С.Л. Гафнер, Ю.Я. Гафнер, Д.А. Рыжкова
ФГБОУ ВО «Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова»
DOI: 10.26456/pcascnn/2024.16.557
Краткое сообщение
Аннотация: Бинарные наночастицы сплава меди и серебра представляют большой практический интерес в связи с возможностью тонкой настройки имеющихся в них физико-химических свойств посредством изменения состава, размера, формы и структуры наночастиц. Методом молекулярной динамики были изучены процессы формирования внутреннего строения наночастиц Ag-Cu диаметром от 2,0 до 8,0 нм при их кристаллизации с тремя различными темпами отвода тепловой энергии. Были найдены особенности данного процесса в зависимости от целевого химического состава наночастиц, их размера и интенсивности отвода термической энергии. Реальный внешний вид и структура изучаемых наночастиц определялись при помощи визуализаторов OVITO и xmakemol. Было показано, что в результате кристаллизации из расплава бинарных наночастиц Ag-Cu происходит захват достаточно устойчивых при комнатной температуре (300 К) метастабильных состояний, а также была проведена оценка устойчивости таких состояний после отжига при температуре 600 К.
Ключевые слова: бинарные сплавы, медь, серебро, наночастицы, структура, кристаллизация, метастабильные состояния, компьютерное моделирование, сильная связь
- Череповская Арина Александровна – студент магистратуры 2 года обучения направления подготовки «Современные цифровые технологии в образовании», ФГБОУ ВО «Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова»
- Гафнер Светлана Леонидовна – д.ф.-м.н., доцент, профессор кафедры математики, физики и информационных технологий, ФГБОУ ВО «Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова»
- 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 4 года обучения, старший преподаватель кафедры математики, физики и информационных технологий, ФГБОУ ВО «Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова»
Ссылка на статью:
Череповская, А.А. Анализ термической устойчивости внутреннего строения наночастиц Ag-Cu / А.А. Череповская, С.Л. Гафнер, Ю.Я. Гафнер, Д.А. Рыжкова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2024. — Вып. 16. — С. 557-564. DOI: 10.26456/pcascnn/2024.16.557.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Bochicchio, D. Structures and segregation patterns of Ag-Cu and Ag-Ni nanoalloys adsorbed on MgO(001) / D. Bochicchio, R. Ferrando, E. Panizon, G. Rossi // Journal of Physics: Condensed Matter. – 2016. – V. 28. –№ 5. – Art. № 064005. – 13 p. DOI: 10.1088/0953-8984/28/6/064005.
2. Nelli, D. Two-steps versus one-step solidification pathways of binary metallic nanodroplets / D. Nelli, El Yakout El Koraychy, M. Cerbelaud et. al. // ACS Nano. – 2023. – V. 17. – I. 1. – P. 587-596. DOI: 10.1021/acsnano.2c09741.
3. Rapetti, D. Optimizing the shape and chemical ordering of nanoalloys with specialized walkers / D. Rapetti, C. Roncaglia, R. Ferrando // Advanced Theory and Simulations. – 2023. – V. 6. – I. 9. – Art №2300268. – 13 p. DOI: 10.1002/adts.202300268.
4. Nelli, D. Core-shell vs. multi-shell formation in nanoalloy evolution from disordered configurations / D. Nelli, R. Ferrando // Nanoscale. – 2019. – V. 11. – I. 27. – P. 13040-13050. DOI: 10.1039/C9NR02963J.
5. Ryzhkova, D.A. Use of eutectic effects in the possible creation of phase-change memory cells based on Ag-Cu nanoclusters / D.A. Ryzhkova, S.L. Gafner, Yu.Ya. Gafner // Physics of Metals and Metallography. – 2023. – V. 124. – I. 10. – P. 1041-1048. DOI: 10.1134/S0031918X23601634.
6. Gafner, Yu. Dual structural transition in small nanoparticles of Cu-Au alloy / Yu. Gafner, S. Gafner, L. Redel, I. Zamulin // Journal of Nanoparticle Research. – 2018. – V. 20. – № 2. – Art.№ 51.– 14 p. DOI: 10.1007/s11051-018-4161-2.
7. Rapallo, A. Global optimization of bimetallic cluster structures. I. Size-mismatched Ag-Cu, Ag-Ni, and Au-Cu systems / A. Rapallo, G. Rossi, R. Ferrando et al. // The Journal of Chemical Physics. – 2005. – V. 122. – I. 19. – P. 194308-1-194308-13. DOI: 10.1063/1.1898223.
8. Dubkov, S.V. SERS in red spectrum region through array of Ag–Cu composite nanoparticles formed by vacuum-thermal evaporation / S.V. Dubkov, A.I. Savitskiy, A. Yu Trifonov et.al. // Optical Materials: X. – 2020. – V. 7. – Art. № 100055. – 9 p. DOI: 10.1016/j.omx.2020.100055.
9. Gromov, D.G. Optimization of nanostructures based on Au, Ag, Au-Ag nanoparticles formed by thermal evaporation in vacuum for SERS applications / D.G. Gromov, S.V. Dubkov, A.I. Savitskiy et. al. // Applied Surface Science. – 2019. – V. 489. – P. 701-707. DOI: 10.1016/j. apsusc.2019.05.286.
10. Gafner, Yu. Ya. The role of gold atom concentration in the processes of formation of Cu-Au nanoparticles from the gas phase / Yu.Ya. Gafner, S. L. Gafner, D. A. Ryzkova, A. V. Nomoev // Beilstein Journal of Nanotechnology. – 2021. – V. 12. – P. 72-81. DOI: 10.3762/bjnano.12.6