Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Анализ особенностей формирования структуры нанокластеров золота при процессах кристаллизации

Диссертация: Анализ особенностей формирования структуры нанокластеров золота при процессах кристаллизации
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Тот факт, что свойства многих кластеров зависят, во-первых, от числа атомов в них, а во-вторых, от их структуры означает, что определение структуры является исключительно важным для развития отношений структура-свойства. В то время как объемное золото имеет структуру гранецентриро-ванного кубического кристалла, небольшие группы атомов имеют возможность сформировать конфигурации, которые могут… Читать ещё >

Содержание

  • Глава 1. Особенности процессов синтеза нанокластеров Аи и анализ их структурных свойств
    • 1. 1. Химические способы производства нанокластеров золота
      • 1. 1. 1. Диспергационные методы
      • 1. 1. 2. Конденсационные методы
    • 1. 2. Применение нанокластеров золота
    • 1. 3. Основы метода молекулярной динамики
    • 1. 4. Представление потенциальной энергии при моделировании
    • 1. 5. Структурные модификации кластеров Аи
    • 1. 6. Постановка задачи
  • Глава 2. Моделирование процессов структурообразования нанокластеров золота
    • 2. 1. Фазовые переходы
      • 2. 1. 1. Особенности процесса плавления нанокластеров Аи
      • 2. 1. 2. Особенности процесса кристаллизации нанокластеров Аи
    • 2. 2. Доля поверхностных атомов
    • 2. 3. Особенности плавления и кристаллизации малых кластеров золота
    • 2. 4. Выводы к главе 2
  • Глава 3. Изучение влияния ряда факторов на свойства нанокластеров Аи
    • 3. 1. Влияние размера на термодинамические характеристики нанокластеров Аи
      • 3. 1. 1. Температура плавления
      • 3. 1. 2. Температура кристаллизации
      • 3. 1. 3. Теплота плавления и изменение энтропии кластеров
      • 3. 1. 4. Энергия связи
      • 3. 1. 5. Теплоёмкость
    • 3. 2. Роль термических процессов в формировании структуры нанокластеров Аи
      • 3. 2. 1. Влияние размера кластера на формирование структуры
      • 3. 2. 2. Влияние скорости охлаждения на структурные свойства нанокластеров золота
      • 3. 2. 3. Качество структуры кластера и её стабилизация
    • 3. 3. Выводы к главе 3

Анализ особенностей формирования структуры нанокластеров золота при процессах кристаллизации (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Золото привлекало внимание человечества уже с самых древних времен. На первом этапе своего применения оно использовалось преимущественно в виде украшений, но с развитием науки очень скоро стали известны его уникальные физико-химические свойства. Именно с этого момента начинается техническое применение золота и интенсивно развивающиеся сейчас нанотехнологии не стали исключением.

В настоящее время наночастицы золота активно исследуются благодаря своему возможному широкому применению в микроэлектронике, сенсорах, катализе, нелинейной оптике, биомедицине и т. д. [1−3]. Кроме этого, на-нокластеры золота являются базисной частью многих синтезированных молекулярных нанокристаллических материалов. К примеру, помещаясь на фу-лереновую основу, кластеры Аи могут формировать кластерные композитные суперструктуры [4]. Все это является достаточным основанием для подробного изучения теоретическими и экспериментальными методами структурных, электронных, динамических и других физических и химических свойств как изолированных, так и пассивированных кластеров золота [5].

Актуальность темы

диссертации. Хорошо известно, что все металлические наночастицы проявляют необычные оптические, тепловые, химические и физические свойства в основном благодаря высокому проценту поверхностных атомов и нанометровой длине свободного пробега электронов (10−100 нм для многих металлов при комнатной температуре). Критическими параметрами, влияющими на все эти свойства, являются размер и форма на-ночастиц, что требует от нанотехнологий целенаправленного контроля данных величин [2]. Структура нанокластера, образующаяся при кристаллизации аморфной фазы, также вызывает большой интерес с точки зрения возможности создания новых материалов с перспективными физико-химическими свойствами. Об этом свидетельствуют и экспериментальные данные показывающие, что наночастицы золота, имеющие икосаэдрическую структуру, являются более активными катализаторами в сравнении с наноматериалом, имеющим ГЦК решетку.

Понимание механизмов кристаллизации наночастиц может дать надежду программирования их морфологии, а значит и свойств. Несмотря на наличие разнообразных экспериментальных и теоретических средств некоторые вопросы, такие как, например, структурные свойства (наиболее стабильные конфигурации, термическая стабильность, наличие изомеров, эволюция структуры в зависимости от размера) все же остаются не решенными.

Тот факт, что свойства многих кластеров зависят, во-первых, от числа атомов в них, а во-вторых, от их структуры означает, что определение структуры является исключительно важным для развития отношений структура-свойства. В то время как объемное золото имеет структуру гранецентриро-ванного кубического кристалла, небольшие группы атомов имеют возможность сформировать конфигурации, которые могут и не подчиняться обычным кристаллографическим законам. То есть, как только размер кластера достигает нанометрового диапазона, для системы становится энергетически выгодным консолидироваться в набор высоко симметричных структур, что приводит к формированию икосаэдрической (Ш) и декосаэдрической (БЬ) модификаций с пентагональной симметрией.

Кроме частиц с таким идеальным построением возможно и образование нанокластеров с двойниковыми структурами, которые часто наблюдаются в электронном микроскопе высокого разрешения. Так как рост наночастиц во многих случаях определяется скорее кинетическими, чем термодинамическими факторами, то становится возможным и создание частиц со сложным внутренним строением, энергия которых даже выше энергии частиц при идеальных условиях. Таким образом, при условии свободной кристаллизации в золоте могут быть созданы кластеры с уникальными метастабильными структурами, а, следовательно, и с необычными физико-химическими свойствами.

Объекты и предмет исследования. В качестве объектов исследования выбраны нанокластеры золота диаметром от 1,6 нм до 5,0 нм с первоначально идеальной ГЦК структурой. Предметом исследования являются условия формирования металлических наночастиц из жидкой фазы и конечные структурные модификации кластеров.

Целью диссертационной работы было определение размерных границ устойчивости той или инои кристаллографической модификации, возможности существования изомеров и их стабильности. Кроме этого, в работе было изучено влияние различных методик охлаждения на формирование конечной структуры нанокластеров золота.

Научная новизна работы. Вопросу о наличии структурных модификаций в наночастицах золота посвящено достаточно большое количество работ, однако полученные там результаты настолько противоречивы, что было проведено собственное исследование с учетом уже имеющихся экспериментальных и теоретических данных. В представляемой диссертационной работе впервые осуществлен компьютерный анализ влияния температуры и скорости охлаждения на стабильность получаемых структур нанокластеров Аи размером от 1,6 нм до 5,0 нм. Также впервые проведено сравнение результатов имитации различных экспериментальных методик обработки нанокластеров золота в рамках микроканонического и канонического ансамблей и проведено сопоставление полученных данных с результатами аналогичного моделирования других ГЦК металлов (никеля и меди).

Практическая ценность работы. До настоящего времени не известен ни один экспериментальный метод, который позволял бы контролировать изменения структуры кластеров Аи. На базисе проведенного в диссертационной работе моделирования впервые определены некоторые условия для производства наночастиц золота с фиксированной структурой и, следовательно, с определенными физическими свойствами. Найденные зависимости могут быть использованы при разработке различных технических наноустройств следующего поколения и при катализе ряда химических реакций.

Личный вклад автора. Все результаты исследований получены и опубликованы при непосредственном участии автора. Автору принадлежит основная роль в выборе теоретических методов исследования, в анализе, интерпретации результатов и формулировке выводов.

Работа выполнена в рамках приоритетного направления развития науки, технологии и техники РФ «03, Индустрия наносистем и материалов» и критических технологий РФ (07, Компьютерное моделирование наномате-риалов, наноустройств и нанотехнологий) при поддержке: Гранта Президента РФ. Номер гранта МК-2207.2009.2 (соисполнитель) — РФФИ. Номера грантов 08−02−98 001-рсибирьа, 10−02−98 001-рсибирьа и 11−02−98 003-рсибирьа.

Достоверность результатов исследований обеспечивается использованием современной компьютерной техники, апробированных методов исследования, использованием тестированной компьютерной программы, сравнением и согласием полученных результатов с экспериментальными и теоретическими данными.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и библиографического списка.

3.3. Выводы к главе 3.

По результатам компьютерного моделирования методом МД процессов плавления и кристаллизации нанокластеров золота с диаметром, лежащим в интервале от 1,6 до 5,0 нм, можно сделать следующие выводы:

1. Получена линейная зависимость температуры плавления нанокластеров золота от IV .

2. Фазовый переход плавление — кристаллизация в кластерах золота занимает некоторую область температур. С увеличением числа атомов в кластерах золота до 3805 ширина области гистерезиса плавно увеличивается. Найденная зависимость позволяет определить диапазон возможных рабочих температур устройств построенных на основе данных кластеров.

3. Энергия связи ГЦК кластера золота с диаметром до 5,0 нм с точностью до нескольких процентов аппроксимируется зависимостью ЛГ1/3.

4. Теплота плавления и изменение энтропии нанокластеров золота являются линейными функциями ЛГ1/3 только для частиц, размер которых лежит в интервале 555 — 1865 атомов.

5. В нанокластерах золота размером до N = 3805 атомов, при ступенчатом охладжении из жидкой фазы (Ы?Т ансамбль) реализуются разнообразные структурные конфигурации (ГЦК, ГПУ, Ш и БИ), причем их формирование начинается практически сразу после прохождения точки кристаллизации. Прослеживается влияние размера N на стабильность той или иной структурной модификации.

6. Сравнительный анализ полученных результатов с данными по структуро-образованию кластеров никеля и меди показал, что для кластеров № и Си существуют общие закономерности в формировании структурных свойств, в то время как процесс образования структуры в нанокластерах золота демонстрируют иное поведение.

7. При постепенном охлаждении {ЫрЕ ансамбль) кластеров золота процесс формирования структуры зависит от скорости охлаждения, а именно процент появления Ш фазы равномерно увеличивается с уменьшением скорости охлаждения. Для всех кластеров, кроме самого малого {И — 201), с ростом скорости охлаждения увеличивается процент появления аморфно-подобной фазы, так как времени охлаждения не достаточно для формирования геометрически правильной структуры.

8. Для кластеров, диаметр которых не превышает 2,9 нм, вероятность появления икосаэдрической фазы превалирует над остальными и не зависит от скорости охлаждения.

9. Использование различных форм МД метода (канонической или микроканонической) не влияет на формирование конечной структурной конфигурации наночастицы (при использовании скорости охлаждения 0,001 пс" 1).

Заключение

.

Структура нанокластера, образующаяся при кристаллизации аморфной фазы, вызывает большой интерес с точки зрения возможности создания новых материалов с перспективными физико-химическими свойствами. На основе проведенного в диссертационной работе МД моделирования были исследованы основные особенности формирования внутреннего строения на-нокластеров золота размером до 5 нм. Для анализа подобных процессов были использованы безструктурные кластеры, получаемые при плавлении первичных ГЦК наночастиц Аи, которые затем подвергались процедуре охлаждения к комнатной температуре. С целью создания при кристаллизации фиксированных кластерных структур использовались разнообразные методики, которые могут быть использованы при непосредственных экспериментах.

Многочисленные исследования показали, что уменьшение размера частиц до нанометрового диапазона способствует проявлению у них совершенно новых свойств (термодинамических, химических, механических, магнитных и так далее). Это может быть связано не только с большим соотношением поверхности наночастицы к объёму, но и с типом кристаллической конфигурации нанокластера. В то время как объёмное золото имеет структуру гране-центрированного кубического кристалла, стремление к обладанию минимальной поверхностной энергией в золотых кристаллитах нанометрового размера может привести к нескольким различным конкурирующим структурам. Это такие конфигурации как гранецентрированная кубическая, икосаэд-рическая, декаэдричечская и другие.

В диссертационной работе было показано, что при условии охлаждения из жидкой фазы возможна реализация самых разных структурных модификаций и были определены некоторые критерии их стабильности. В ходе моделирования весьма наглядно прослеживалась роль размерных эффектов в формировании структур кластеров Аи, так же как и скорости, с которой происходил отвод тепла. Сравнительный анализ полученных результатов с данными по структурообразованию кластеров никеля и меди показал, что для кластеров N1 и Си существуют общие закономерности в формировании их структурных свойств, в то время как кластеры золота демонстрировали намного более сложное поведение, которое часто не согласовывалось с закономерностями, характерными для никелевых и медных частиц аналогичного размера.

Причина такого расхождения, на наш взгляд, кроется в физико-химической природе золота, которое является достаточно мягким и пластичным материалов, что, несомненно, затрудняет образование идеального, с точки зрения кристаллографии, строения. Возможно, использование добавок способно решить проблему более полной стабилизации кристаллического построения атомов в кластерах. Хорошо известно, что применение примесей (в частности меди, серебра и никеля) способно повысить твердость объемного золота. Так, при добавлении 5% № твердость сплава составляет 1 ГПа, при 16% № 2,20 ГПа, а при 40% никеля уже 3,50 ГПа (в закаленном состоянии). По всей видимости, именно в этом направлении можно ожидать основных успехов в решении поставленной перед современными нанотехнологиями задачи адекватного и целенаправленного контроля структуры в нанокластерах золота.

По результатам компьютерной имитации методом молекулярной динамики процессов плавления и кристаллизации нанокластеров золота с диаметром, лежащим в интервале от 1,6 нм до 5,0 нм, можно сделать следующие основные выводы:

1. при охлаждении кластера из расплавленного состояния к комнатной температуре возможно два случая организации структуры: происходит образование первичных зародышей будущей фазы, которые затем увеличиваются с понижением температурыили наблюдается формирование большого «твердого» зародыша сферической формы, укрупняющегося при последующем охлаждении кластера;

2. спонтанная перестройка ГЦК кластера золота в икосаэдрическую конфигурацию возможна при величине до 200 атомов. На основании проведенного исследования можно сделать вывод о том, что изолированный кластер золота размером в 200−250 атомов в реальных условиях эксплуатации не может гарантированно проявлять свойства, присущие какой-либо определенной структуре;

3. для кластеров достаточно малых размеров (до 2,0 нм) скачки потенциальной энергии и теплоёмкости могут характеризовать как плавление, так и переход кластеров из одной изомерной конфигурации в другую;

4. для наночастиц золота, размер которых не превышает 5,0 нм, доля поверхностных атомов тУу/ТУ и энергия связи является линейной функцией 1ГУ3. Полученные данные следуют расчетной зависимости;

5. фазовый переход «плавление — кристаллизация» в кластерах золота занимает некоторую область температур. С увеличением числа атомов в кластерах золота до 3805 ширина области гистерезиса плавно увеличивается. Найденная зависимость позволяет определить диапазон возможных рабочих температур устройств построенных на основе данных кластеров;

6. Получена линейная зависимость температуры плавления нанокластеров.

1/3 золота от Ж, теплота плавления и изменение энтропии нанокластеров золота являются линейными функциями АГ1/3 только для частиц, размер которых лежит в интервале 555 — 1865 атомов;

7. в нанокластерах золота размером до N = 3805 атомов, при ступенчатом охлаждении из жидкой фазы (ЫУТ ансамбль) реализуются разнообразные структурные конфигурации (ГЦК, ГПУ, Ш и БЬ), причем их формирование начинается практически сразу после прохождения точки кристаллизации. Прослеживается различимое влияние размера N на стабильность той или иной структурной модификации;

8. сравнительный анализ полученных результатов с данными по структу-рообразованию кластеров никеля и меди показал, что для кластеров № и Си существуют общие закономерности в формировании структурных свойств, в то время как кластеры золота демонстрируют более сложное поведение, которое часто не согласовывалось с закономерностями, характерными для никелевых и медных частиц аналогичного размера. Эти особенности необходимо учитывать при экспериментальном производстве нанокластеров золота требуемого внутреннего строения;

9. при постепенном охлаждении (ТЧрЕ ансамбль) кластеров золота процесс формирования структуры зависит от скорости охлаждения, а именно процент появления Ш фазы равномерно увеличивается с уменьшением скорости охлаждения. Для всех кластеров, кроме самого малого (ТУ = 201), с ростом скорости охлаждения увеличивается процент появления аморфноподобной фазы, так как времени охлаждения недостаточно для формирования геометрически правильной структуры. Для кластеров, диаметр которых не превышает 3,0 нм вероятность появления икосаэд-рической фазы превалирует над остальными и не зависит от скорости охлаждения;

10. подавляющее большинство формирующихся при кристаллизации нанокластеров золота имели дефекты упаковки. Из рассмотренных при комнатной температуре порядка 500 кластеров лишь малая часть обладала совершенной формой и структурой. Основными дефектами являлись: образование двойниковых структур и наличие нескольких зародышей одной кристаллической модификацииполное (аморфноподобные кластеры), либо частичное отсутствие различимой структуры;

11. Использование различных форм МД метода (канонической или микроканонической) не влияет на формирование конечной структурной конфигурации наночастицы (при использовании скорости охлаждения 0,001 пс1).

В завершении выражаю искреннюю благодарность следующим организациям за финансовую поддержку проведенных исследований:

1) Федеральному агентству по науке и инновациям. Грант Президента РФ. Номер контракта МК-2207.2009.2.

2) Российскому Фонду Фундаментальных Исследований. Номера грантов 08−02−98 001-рсибирьа, 10−02−98 001-рсибирьа и 11−02−98 003-рсибирьа.

Показать весь текст

Список литературы

  1. S., Kundu S., Ghosh S. К., Nath S. and Pal T. General method of synthesis for metal nanoparticles. // Journal of Nanoparticle Research. — 2004. -6.-P.411 -414.
  2. Chui Yu H., Snook I. К and Russo S. P. Visualization and analysis of structural ordering during crystallization of a gold nanoparticle. // Phys. Rev. B. 2007. -76.-P. 195 427.
  3. Xiao Y. et al. «Plugging into Enzymes»: Nano wiring of Redox Enzymes by a Gold Nanoparticle. // Science. 2003. — 299. — P. 1877 — 1881.
  4. Kroger H., Reinke P., Buttner M. and Oelhafen P. Gold cluster formation on a fullerene surface. // J. Chem. Phys. 2005. — 123. — P. 114 706.
  5. Garzon I. L., Michaelian K., Beltran M. R., Posada-Amarillas A., Ordejon P., Artacho E., Sanchez-Portal D., and Soler J. M. Lowest Energy Structures of Gold Nanoclusters. // Phys. Rev. Lett. 1998. — 81. — № 8. — P. 1600 — 1603.
  6. Fahrner. W. Nanotechnologie und Nanoprozesse: Einfuhrung, Bewertung. -Berlin: Springier, 2003. 294 p.
  7. .Д., Иванова Н. И. Коллоидно-химические аспекты нанохимии от Фарадея до Пригожина. // Вестн. Моск. Ун-та. — сер. 2. Химия. — 2001. — Т. 42.-№ 5.-С. 300−305.
  8. Peterson M.W., Nenadovic М.Т., Rajh Т., HerakR. Quantized colloids produced by dissolution of layered semiconductors in acetonitrile. // J. Phys.Chem. 1988. -92 (6).-P. 1400−1402.
  9. А.И. Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства. Екатеринбург, 1998.
  10. P.A. Получение и свойства нанокристаллических тугоплавких соединений. // Усп. хим. 1994. — Т. 63. — С. 413 — 449.
  11. В.И. Квантоворазмерные металлические коллоидные системы. // Усп. хим. 2000. — Т. 69. — № 10. — С. 899 — 923.
  12. А.Д., Розенберг А. С., Уфлянд И. Е. Наночастицы металлов в полимерах. М.: Химия, 2000.
  13. Yokozeki A. Lead microclusters in the vapor phase as studied by molecular beam electron diffraction: Vestige of amorphous structure. // J. Chem. Phys. 1978. 68. P. 3766.
  14. .М. Процессы в плазме и газах с участием кластеров. // УФН. -1997.-Т. 167.-№ 11.-С.1169−1200.
  15. J.B. Horkins, P.R. Langridge-Smith, M.D. Morse, R.E. Smalley: Supersonic Metal Cluster Beams of Refractory Metals: Spectral Investigations of Ultracold Mo2.//J. Chem. Phys.-1983.-78.-P. 1627- 1631.
  16. Ens W., Beavis R., Standing K. G. Time-of-Flight Measurements of Cesium-Iodide Cluster Ions. 11 Phys. Rev. Lett. 1983. — 50. — P. 27 — 30.
  17. Ю.И. Кластеры и малые частицы М., 1986.
  18. Magnusson М.И., Deppert К., Malm J.-О. и др. Gold nanoparticles: Production, reshaping, and thermal charging. // J. of Nanoparticle Research. 1999. — 1. -P.243 — 251.
  19. В.В., Тюрина JI.А. Кластеры металлов Па и Ilia групп: получение и реакционная способность. //Усп. хим. 1994. — Т. 63. — № 1. — С.57 — 72.
  20. Г. Б. Химическая физика на пороге XXI века (к столетию академика Н.Н. Семенова). М., 1996. С. 149.
  21. Koga К., Ikeshoji Т. and Sugawara К. Size- and Temperature-Dependent Structural Transition in Gold Nanoparticles. // Phys. Rev. Lett. 2004. — 92. -№ 11.-P. 115 507−1 -115 507−4.
  22. И.П. Нанотехнология: физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов. — М.: КомКнига, 2006 592 с.
  23. JI.A., Ляхов А. А., Богатырев В. А., Щёголев С. Ю. Синтез коллоидного золота с применением высокомолекулярных восстановителей // Коллоид, ж. 1998. — Т. 60. — № 6. — С. 757 — 762.
  24. Schmid G. Chemical synthesis of large metal clusters and their properties. // Nanostruct. Mater. 1995. — V.6. — № 14. — P. 15 — 24.
  25. H. А., Семиноженко В. П.,. Мчедлов-Петросян Н. О и др. Получение, структура и свойства гетеронаночастиц Si02/Au. // Reports of National Academy of Sciences of Ukraine, 2007. № 2. — C.101 — 107.
  26. А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2007. — 416.
  27. М.Г., Бричкин С. Б., Разумов В. Ф. Использование обратных мицелл для получения наночастиц золота ультрамалого размера. // Российские нанотехнологии, статьи. 2006.- Т. 1. — № 1−2. — С. 121 — 126.
  28. Gardea-Torresdey J.L., Tiemann К. J., Games G. et al. Gold nanoparticles obtained by bio-precipitation from gold (III) solutions. // Journal of Nanoparticle Research. -1999.- 1.-P.397−404.
  29. Пул мл. Ч., Оуэне Ф. Нанотехнологии: Пер. с англ. / Под. ред. Ю. И. Головина. — М.: Техносфера, 2006. — 336 с.
  30. Daniel М.С., Astrus D. Gold Nanoparticles: Assembly, Supramolecular Chemistry, Quantum-Size-Related Properties, and Applications toward Biology, Catalysis, and Nanotechnology. // Chem. Rev. 2004. — V. 104. — № 1. — P.293 -346.
  31. Yang P.-H., Sun X., Chiu J.-F., Sun H., He Q.-Y. Transferring-Mediated Gold Nanoparticle Cellular Uptake // Bioconjugate Chem. 2005. — V. 16. — № 3. -P.494 — 496.
  32. Cuenca A.G., Jiang H., Hochwald S.N., Delano M., Cane, W.G., Grobmyer S.R. Emerging Implications of Nanotechnology on Cancer Diagnostics and Therapeutics // Cancer. 2006. — V. 107. — № 3. — P. 459 — 466.
  33. Мир материалов и технологий. Наноматериалы. Нанотехнологи. Наносистемная техника. Мировые достижения за 2005 год. Сб. под ред. Проф. П. П. Мальцева. -М.: Техносфера, 2006. 150 с.
  34. С.П. Химия кластеров. М.: Наука, 1987.
  35. Volokitin Y., Sinzig J., Jough L.J. de, Schmid G., Vargaftik M.N., Moiseev I.I. Quantum-size effects in the thermodynamic properties of metallic nanoparticles. // Nature. 1996. — 384. — P. 621.
  36. Thomas L., Lionti F., Ballou R., Gatteschi D., Sessoli R., Barbara B. Macroscopic quantum tunnelling of magnetization in a single crystal of nanomagnets. // Nature. 1996. — 383. — P. 145.
  37. McMillan R.A., Paavola C.D., Howard J., Chan S.L., Zaluzec N.J., Trend J.D. Ordered nanoparticle arrays formed on engineered chaperonin protein templates. // Nature Materials. 2002. — V. 1. — P. 247 — 252.
  38. К. Методы Монте-Карло в статистической физике: Пер. с англ. /Под ред. Новикова В. Н. М.: Мир, 1982. — 399 с.
  39. Alder B.J., Wainwright Т.Е. In. Transport Processes in Statistical Mechanics/Ed. by I. Prigogine. -N.Y.: Interscience 1958 — P. 321.
  40. A.H., Сергеев B.M. Метод молекулярной динамики в статистической физике. // УФН. 1978. — Т.125. — В.З. — С. 409.
  41. В .А., Ухов В. Ф., Дзугутов М. М. Компьютерное моделирование динамики и структуры жидких кристаллов. -М.: Наука, 1981.- С. 323.
  42. Alder B.J., Wainwright Т.Е. Phase transition for a hard sphere system. // J. Chem. Phys.- 1957.-27.-P.1218.
  43. Parrinello M., Rahman A. Crystal Structure and Pair Potentials: A Molecular-Dynamics Study. // Phys. Rev. Lett. 1980. — 45. -№ 14. — P. 1196 — 1199.
  44. Haberland R., Fritzsche S., Peinel G., Heinzinger K. Molekulardynamik. Braunschweig: Vieweg, 1995. 252 p.
  45. Rapaport D.C. The art of molecular dynamics simulation. Cambridge: Cambridge University Press, 1995. 396 p.
  46. Д.В. Методы компьютерного эксперимента в теоретической физике. Под. ред. С. А. Ахманова. М.: Наука, 1990. 176 с.
  47. Л.Д., Лифшиц Е. М. Статистическая физика. Ч. 1. М.: Наука, 1976.
  48. Nierholz K.L. Untersuchungen des fest-flussig-Ubergang von Nanopartikeln mittels Molekulardynamik-Simulationen, Diplomarbeit, Gerhard-Mercator-Universitat Gesamthochschule Duisburg 1999. — 86 c.
  49. Wood W. W:. In Physics of Simple Liquids, ed. by H. N.W. Temperley, J.S. Rowlinson, G.S. Pushbrooke (North Holland, Amsterdam, 1968), p. l 15.
  50. Papoulis A., Probability, Random Variables and Stochastic Processes. Tokyo: McGraw-Hill, 1965.
  51. Metropolis N., Rosenbluth A.W., Teller A.H., Teller E. II J. Chem. Phys. 1953. -21.-P. 1087.
  52. Binder K. Phase Transitions and Critical Phenomena / Ed. С. Domb, M.S. Green. N.Y.: Academic, 1976.
  53. В.В., Еремеев С. В., Потекаее А. И. Метод молекулярной динамики для различных стохастических ансамблей. // Изв. Вузов. Физика. -2005.-№ 2.-С. 16−23.
  54. Ф.П. Методы решения экстремальных задач: Учебное пособие. -М.: Наука, 1981.-400с.
  55. Ohno К., Estarjani К., Kawazoe Y. Computational Materials Science. From Ab Initio to Monte Carlo Methods. Berlin — Heidelberg: Springer Verlag, 1999. — 340 p.
  56. Stanley H.S. Introduction to Phase Transitions and Critical Phenomena. London: Oxford Univ. Press, 1971.
  57. Mouritsen O.G. Computer Studies of Phase Transitions and Critical Phenomena. Berlin- Heidelberg: Springer, 1984.
  58. Hill T.L. Thermodynamics of Small Systems. N.Y.: Benjamin, 1963.
  59. A.E., Fisher M.E. // Bounded and Inhomogeneous Ising Models. I. Specific-Heat Anomaly of a Finite Lattice. // Phys. Rev. 1969. — V. 185. — P. 832.
  60. Anderson H.S. Molecular dynamics simulations at constant pressure and/or temperature. // J. Phys. Chem. 1980. — 72. — P. 2384 — 2396.
  61. Nose S. An extension of the canonical ensemble molecular dynamics method. // Mol. Phys. 1986. — 57. — P.187 — 191.
  62. Nose S. A molecular dynamics method for simulation in the canonical ensemble. // Mol. Phys. 1984. — 52. — P. 255 — 278.
  63. Nose S. A unified formulation of the constant temperature molecular dynamics methods. // J. Phys. Chem. 1984. — 81. — P. 511 — 525.
  64. Hoover W.G. Canonical dynamics: Equilibrium phase-space distributions. // Phys. Rev. 1985. — A 31. — P. 1695 — 1697.
  65. Ohno K., Esfarjani K., Kawazoe Y. Computational materials science. From ab-initio to Monte Carlo methods. Springer, 2002. 325 p.
  66. Cleri F., Rosato V. Tight-binding potentials for transition metals and alloys. // Phys. Rev. B 1993. — 48. — P. 22.
  67. Daw M.S., Baskes M.I. Embedded-atom method: Derivation and application to impurities, surfaces and other defects b metals. // Phys. Rev. B 1984. — 29. — P. 6443.
  68. Finnis M.W., Sinclair J.E. A simple empirical TV-body potential for transition metals // Phil. Mag. A 1984. — 50. — P. 45.
  69. Rosato V., Guillope M., and Legrand B. Thermodynamical and structural properties of fee transition metals using a simple tight binding model. // Philos. Mag. A 1989. -59. — P. 321.
  70. Foiles S.M., Baskes M.I., Daw M.S. Embedded-atom-method functions for the fee metals Cu, Ag, Au, Ni, Pd, Pt and their alloys. // Phys. Rev. B 1986. — 33. -P. 7983.
  71. Sutton A.P., Chen J. Long-range Finnis-Sinclair potentials. 11 Phil. Mag. Lett-1990.-61.-P. 139.
  72. Massobrio C., Pontikis V., and Martin G. Amorphization induced by chemical disorder in crystalline NiZr2: a molecular dynamics study based on an N-body potential. // Phys. Rev. Letters. 1989. — 62. — P. 1142.
  73. Sabochick M. J. and Lam N. Q. Radiation-induced amorphization of ordered intermetallic compounds CuTi, CuTi2, and Cu4Ti3: A molecular-dynamics study. // Phys. Rev. B. 1991. — 43. — P. 5243.
  74. Wolf D., Okamoto P. R., Yip S., Lutsko J. F. and Kluge M. Thermodynamic parallels between solid-state amorphization and melting. // J. Mater. Res. 1990. -5.-P. 286.
  75. Oh D. J. and Johnson R. A. Simple Embedded Atom Method Model for fee and hep Metals. // J. Mater. Res. 1988. — 3. — P. 471.
  76. Ackland G. J. and Thetford R. An improved N-body semi-empirical model for bcc transition metals. // Philos. Mag. A. 1987. — 56. — P. 15.
  77. Foiles S.M., Baskes M.I. and Daw M.S. Embedded-atom-method functions for the fee metals Cu, Ag, Au, Ni, Pd, Pt and their alloys. // Phys. Rev. 1986. -B33. -P.7983.
  78. Foiles S.M., Baskes M.I. and Daw M.S. Erratum: Embedded-atom-method functions for the fee metals Cu, Ag, Au, Ni, Pd, Pt and their alloys. // Phys. Rev. 1988. -B37. -P.10 378.
  79. Foiles S.M. and Daw M.S. Application of the embedded atom method to Ni3Al. // J. Mater. Res. 1987. — 2. — P.5.
  80. Ackland G.J. and Therford R. An improved N-body semi-empirical model for body-centred transition metals. // Phys. Mag. 1987. — A56. — P. 15.
  81. Chen S.P., Srolovitz D.J. and Voter A.F. Computer simulations on surfaces and 001. symmetric tilt grain boundaries in Ni, A1 and Ni3Al. // J. Mater. Res. -1989.-4.-P.52.
  82. Adams J.B. and Foiles S.M. Development of an embedded-atom potential for a bcc metal: Vanadium. // Phys. Rev. 1990. — B41. — P.3316.
  83. Willaime F. and Massobrio C. Development of an N-body interatomic potential for hep and bcc zirconium. // Phys. Rev. 1991. — B43. — P.11 653.
  84. Pasianot R. and Savino E.J. Embedded-atom-method interatomic potentials for hep metals. // Phys. Rev. 1992. — B45. — P. 12 710.
  85. Farkas D. and Jones C. Interatomic potentials for ternary Nb-Ti-Al alloys.//Modelling Simul. Mater. Sei. Eng. 1996. — 4. — P.23.
  86. Baskes M. I Modified embedded-atom potentials for cubic materials and impurities. // Phys. Rev. 1992. — B46. — P.2727.
  87. Pasianot R., Farkas D. and Savino E.J. Empirical many-body interatomic potential for bcc transition metals. // Phys. Rev. 1991. — B46. — P.6952.
  88. Ducastelle F. in Computer Simulation in Materials Science, Vol. 205 of NATO Advanced Study Institute, Series E, Appl. Phys., edited by M. Meyer and V. Pontikis. Dordrecht: Kluwer, 1991. 640 p.
  89. Sutton A. P., Finnis M. W., Pettifor D. G. and Ohta Y. The tight-binding bond model. // J. Phys.C. 1988. — 21. — P. 35.
  90. D. J. (110) surface atomic structures of covalent and ionic semiconductors // Phys. Rev.B. 1979. — 19. — P. 2074.
  91. Loisel В., Gorse D., Pontikis V. and Lapujoulade J. Step-Step Interaction Energy on Си (111) Vicinal Surfaces. // Surf. Sei. 1989. — 221. — P. 365.
  92. Willaime F. and Massobrio C. Temperature-induced hcp-bcc phase transformation in zirconium: a lattice and molecular dynamics study based on an N-body potential. // Phys. Rev. Letters. 1989. — 63. — P. 2244.
  93. Gupta R. P. Lattice relaxation at a metal surface. // Phys. Rev.B. 1985. — 23. -P. 6265.
  94. Verlet L. Computer «experiments» on classical fluids. I. Thermodynamical properties of Lennard-Jones molecules. // Phys. Rev. 1967. — 159. — P.98 -103.
  95. H. Введение в нанотехнологию / H. Кобаяси. Пер. с японск. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. — 134 с.
  96. А.П., Шевченко А. Б., Мельник А. Б. Влияние типа пространственной структуры наночастиц никеля на их техническое намагничивание. // ЖТФ. 2004. — Т. 74. — В. 3. — С. 81 — 82.
  97. Bechthold P. S., Need М. Struktur und elektronische Eigenschaften von Cluster. // Vorlesungsmanuskripte des 28. IFF-Ferienkurs, Julich, 1997. — 539 p.
  98. И.В., Лещева О. А., Никифоров И. Я. Электронная структура наноразмерных металлических кластеров. // ФТТ. — 2006. Т.48. — В.4. — С. 726−731.
  99. Дж. Принципы теории твердого тела М.: Мир, 1974. — 472 с.
  100. Hoare M.R., Pal P. Statistics and stability of small assemblies of atoms. // J. Cryst. Growth. 1972. — V. 17. — № 1. — P. 77 — 96.
  101. Hoare M.R. Mclnnes J. Statistical mechanics and morphology of very small atomic clusters. // Faraday Discuss. Chem. Soc. 1976. — V. 61. — P. 12 — 24.
  102. .М. Кластеры с плотной упаковкой и заполненными оболочками. // УФН. 1993. — Т. 163. — № 10. — С. 29 — 56.
  103. Р.С., Смирнов Б. М. Структурный фазовый переход в большом кластере // ЖЭТФ. 2000. — Т.117. — № 3. — С. 562 — 570.
  104. Iijima Sumio, Ichihashi Toshinari Structural instability of ultrafme particles of metals. // Phys. Rev. Lett. 1986. — 56. — № 6. — P.616 — 619.
  105. Doye J.P.K., Wales D.J., Berry R.S. The effect of the range of the potential on the structures of clusters. // J. Chem. Phys. 1995. — 103. — P. 4234 — 4249.
  106. Э.Л. Малые металлические частицы. // УФН. 1992. — Т. 162. -№ 9.-С. 49−124.
  107. Cao J., Ни X, Jiang Z., Xiong Z. High resolution ТЕМ studies of small gold particles prepared by the reduction of HAuCU with trisodium citric acid. // e- J. Surf. Sci. Nanotech. -2009. -7. P. 134 — 136.
  108. Ю.Н., Каръкин И. Н., Кацнелъсон М. И., Трефилов А. В. Эволюция атомной структуры металлических кластеров при нагреве и охлаждении. Компьютерное моделирование металлов с ГЦК решеткой. // ФММ. — 2С>р. — Т. 96. — № 2. — С. 19 — 29.
  109. Rytkonen A., Valkealahti S., Mannien М. Phase diagram of argon clusters. //
  110. Journal of Chemical Physics. 1998. — 108. — P. 5826 — 5833.
  111. Cleveland C.L., Luedike W.D., Landman U. Melting of gold clusters: icosahedral precursours. // Phys. Rev. Lett. 1998. — 81. — P. 2036 — 2040.
  112. Hendy S.C., HallB.D. Molecular dynamics simulations of lead clusters //Cond. Mat. -2000. -V.ll. P. 205 -216.
  113. Stanley H.E. Introduction to Phase Transitions and Critical Phenomena. Oxford: Claredon Press, 1971.
  114. Yanting Wang, Teitel S., Christoph Dellago. Melting of icosahedral gold nanoclusters from molecular dynamics simulations. // J. Chem. Phys. 2005. -122. — P. 214−722.
  115. Nam H.-S. Formation of an Icosahedral Structure during the Freezing of Gold Nanoclusters: Surface-Induced Mechanis / H.-S. Nam et al. // Phys. Rev. Lett. -2002. 89. — № 29. — P.275 502−1-275 502−4.
  116. Cleveland C.L., Luedike WD., Landman U. Melting of gold clusters. // Phys. Rev. B. 1999. — 60. -№ 7. — P. 5065 — 5077.
  117. .М. Кластеры и фазовые переходы. // УФН. 2007. — Т. 177. -№ 4.-С. 369−373.
  118. С. Л. Ределъ Л.В. Гафнер Ю. Я. Формирование структурных модификаций при кристаллизации нанокластеров Си и Ni // Известия РАН. Серия физическая. 2008. — Т. 72. — № 10. — С. 1458 — 1460.
  119. С. Л. Ределъ Л.В. Гафнер Ю. Я. Моделирование процессов структурообразования нанокластеров меди в рамках потенциала сильной связи. // ЖЭТФ. 2009. — Т. 135. — № 5. — С. 899 — 916.
  120. Demtroder W. Molekulphysik: Theoretische Grundlagen und experimentelle Methoden. Munchen: Olderbourg, 2000. — 460 p.
  121. Ч., Томсон Р. Физика твердого тела. Пер. с англ. A.C. Пахомова, Б. Д. Сумма. М.: Изд-во Мир, 1969. — 558 с.
  122. Erkoc Sakir Stability of gold clusters: molecular-dynamics simulations. // Elsevier Science B.V. Physica E. 2000. — 8. — P. 210 — 218.
  123. Berry R., Jellinek J., Natanson G. Melting of clusters and melting. // Physical Review A.- 1984.-30. -P. 919−931.
  124. Lewis L. J., Jensen P., Barr at J.-L. Melting, freezing and coalescence of gold nanoclusters. // Phys. Rev. B. 1997. — 56. — № 4. — P. 248 — 2257.
  125. Sugano S., Koizumi H. Microclusters Physics // Springer-Verlag. Berlin, 1998.-P. 236−370.
  126. Ml.Гафнер C.JI. и др. Структурные переходы в малых кластерах никеля. // Письма в ЖЭТФ. 2009. — Т. 89. — № 7. — С. 425 — 431.
  127. А.И., Липатников В. Н. Влияние упорядочения на структуру и теплоемкость кубических карбонитридов ванадия VCxNy. // Письма в ЖЭТФ. 2006. — Т. 84.-№ 11.-С. 714−719.
  128. Wales D.J. Energy Landscapes. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2003.
  129. P.C., Смирнов Б. М. Фазовые переходы и сопутствующие явления в простых системах связанных атомов. // УФН. 2005. — Т. 175. — № 4. — С. 367−411.
  130. P.C., Смирнов Б. М. Фазовые переходы в кластерах различных типов. //УФН. 2009. — Т. 179. -№ 2. — С. 147−177.
  131. Berry R. S., Smirnov В.М. Phase Transitions of Simple Systems. Heidelberg: Springer, 2008.
  132. Schmidt M. et al. Experimental Determination of the Melting Point and Heat Capacity for a Free Cluster of 139 Sodium Atoms. // Phys. Rev. Lett. 1997. -79.-№ l.-P. 99- 102.
  133. Haberland H. Metal Clusters. Chichester: Wiley, 1999.
  134. Ъ5.Haberland H. Atomic Clusters and Nanoparticles: Les Houches, Session LXXIII. Berlin: Springer, 2001.
  135. Haberland H. Melting of clusters. Universitat Freiburg, Germany. — 2001.
  136. Tolman R.C. The principles of Statistical Mechanics.-N.Y.: Dover, 1979.-512 p.138.^?an Swol F., Woodcock L.V., Care J.N. Melting in two dimensions: Determination of phase transition boundaries. // J. Chem. Phys. 1980. — 75. -P. 913−918.
  137. Broughton J.Q., Gilmer G.H., Weeks J.D. Constant pressure molecular dynamics1 Оsimulations of the 2D r" system: Comparison with isochors and isotherms. // J. Chem. Phys. 1981. — 75. — P. 5128 — 5132.
  138. Wronski C. R. The size dependence of the melting point of small particles of tin // Brit. Appl. Phys. 1967. — 18. — P. 1731 — 1739.
  139. . Т., Пугачев А. Т., Братыхин В. М. // Физика твёрдого тела. 1968. — Т.10. — С. 3567.
  140. Castro Т., Reifenberger R., Choi Е., Andres R.P. Size-dependent melting temperature of individual nanometer-sized metallic clusters // Phys. Rev.B. -1990.-42.-P. 8548 8556.
  141. Buffat Ph., Borel J-P. Size effect on the melting temperature of gold particles. // Phys. Rev. A. 1976. — 13. -№ 7. — P. 2287 — 2298.
  142. Ercolessi F., Andreoni W., Tosatti E. Melting of small gold particles: Mechanism and size effects. // Phys. Rev. Lett. 1991. — 66. — № 7. — P. 911 -914.
  143. Ко/man R., С heys sac P., Lereah Y. and A. Stella Melting of clusters approaching OD. // Eur. Rhys. D. 1999. — 9. — P. 441 — 444.
  144. Jellinek J., Thomas L. Beck, and R Stephen Berry Solid-liquid phase changes in simulated isoenergetic Ar13. // J. Chem. Phys. 1986. — 84. — P. 2783 — 2794.
  145. В.П. Спонтанная кристаллизация переохлажденных жидкостей. / В. П. Скрипов, В. П. Коверда. М.: Наука, 1984. — 230 с.
  146. .М., Харечкин С. С., Гафнер C.JI., Ределъ Л. В., Гафнер Ю. Я. Молекулярнодинамическое исследование плавления и кристаллизации наночастиц. // Кристаллография. 2009. — Т. 54. — № 3. — С. 530 — 536.
  147. Qi Y., Cagin Т., Johnson W.L., Goddard III W.A. Melting and crystallization in Ni nanoclusters: The mesoscale regime. // J. Chem. Phys. 2001. — 115. — № 1. -P.385 — 394.
  148. YuX, Dwcbury P.M. Kinetics of nonequilibrium shape in gold clusters. // Phys. Rev. B. 1999. — 52. — № 3. — P. 2102 — 2106.
  149. Kittel C. Introduction to solid state physics, 4th edition, Wiley, New York, 1971.
  150. Burton J.J. Configuration, energy, and heat capacity of small spherical clusters of atoms. // J. Chem. Phys. 1970. — 52. -№ 1. — P. 345 — 352.
  151. Kaelberer J.В., Etters R.D. Phase transitions in small clusters of atoms. // J. Chem. Phys. 1977. — 66. — № 7. — P. 3233 — 3239.
  152. Moitra A., Kim S., Houze J. at al Melting tungsten nanoparticles: a molecular dynamics study. // J. Phys. D.: Appl. Phys. 2008. — 41. — P. 185 406.
  153. Li W.-H., Wu S.Y., Yang C.C., Lai S.K. and Lee K.C. Thermal contraction of Au nanoparticles. // Phys. Rev. Lett. 2002. — 89. — № 13. — P. 135 504−1-135 504−4.
  154. .В., Гафнер С. Л., Гафнер Ю. Я. Влияние условий охлаждения на структурные свойства нанокластеров золота. // Вестник ХГУ. 2007. -Серия 9. — № 4. — С. 26−28.
  155. .В., Гафнер СЛ., Гафнер Ю. Я. Роль условий охлаждения при кристаллизации нанокластеров Аи. // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. Барнаул. 2008. — Т. 5. — № 2. — С. 22 — 27.
  156. .В., Гафнер СЛ., Гафнер Ю. Я. Исследование структурных состояний нанокластеров золота методом молекулярной динамики. // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения. 2008. — Т. 8. -№ 2. — С. 83 — 86.
  157. .В., Гафнер СЛ., Гафнер Ю. Я. Исследование структурных состояний нанокластеров золота методом молекулярной динамики. // Изв. вузов. Физика. 2008. — № 11/3. — С. 186 — 190.
  158. С. Л., Ределъ Л. В., Головенько Ж. В., Гафнер Ю. Я., Самсонов В. М., Харечкин С. С. Структурные переходы в малых кластерах никеля. // Письма в ЖЭТФ. 2009. — Т. 89. — № 7. — С. 425 — 431.
  159. .В., Гафнер С. Л., Гафнер Ю. Я. Структурные переходы в кластерах золота диаметром до 1,9 нм. // Материалы 12 Всероссийского семинара «Моделирование неравновесных систем». Красноярск. 2009. — С.69 -72.
  160. В.М., Харечкин С. С., Гафнер СЛ., Ределъ Л. В., Гафнер Ю. Я., Головенько Ж. В. О структурных переходах в наночастицах. // Известия РАН. Серия физическая. 2010. — Т.74. — № 5. — С.707 — 710.
  161. .В., Гафнер С. Л., Гафнер Ю. Я. Компьютерный анализ структурных свойств нанокластеров золота. // Фундаментальные проблемы современного материаловедения Барнаул. — 2010. — Т.7. — № 2. — С. 11 — 16.
  162. Ю.Я., Гафнер С. Л., Головенько Ж. В., Ределъ Л. В. Изучение особенностей структурообразования нанокластеров золота. //Опто-, наноэлектро-ника, нанотехнологии и микросистемы: Труды XIII международной конференции. Ульяновск: УлГУ. — 2011. — С. 55−56.
  163. Ю.Я., Гафнер С. Л., Головенько Ж. В. Роль условий охлаждения при кристаллизации нанокластеров Аи. // 10. Всероссийский семинар «Моделирование неравновесных систем». Тезисы докладов. Красноярск. 2007. -С.46 — 47.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!