Физика процессов взаимодействия малых кластеров. Исследование при помощи метода молекулярной динамики

• Автор: Львов, Николай Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 223 с. : ил.

Ансамбли кластеров

Ансамбли в экспериментах с пучками кластеров

Создание и изучение кластеров на подложке

Теория взаимодействия и слияния кластеров

Ансамбли кластеров, создаваемых физико-химическими методами

Азотные системы. Полимерные макроскопические структуры и

отдельные кластеры. Ансамбли кластеров

Методы расчета

Кластеры азота

Ансамбли изолированных кластеров

Работы по твердой азотной фазе

Цель диссертационного исследования
Научная новизна
Научная и практическая ценность работы
Публикации
Структура и объем диссертации
Основные положения, выносимые на защиту

Глава 1. Кластеры золота
1.1 Введение
1.2 Методика расчета
1.3 Расчет равновесных и метастабильных конфигураций кластеров Аип
1.4 Расчет взаимодействия кластеров золота
1.5 Расчет выделения энергии при слиянии кластеров золота
1.6 Краткое заключение
1.7 Таблицы

Глава 2. Кластеры углерода
2.1 Введение
2.2 Геометрия, энергетика и устойчивость изолированных
призмейнов
2.3 Динамика взаимодействия и метастабильные состояния пары призмейнов
2.4 Устойчивость ансамблей двух, трёх и пяти призмейнов
2.5 Объёмная метастабильная структура углерода
2.6 Выделение энергии при слиянии кластеров трехмерной
структуры СРР8
2.7 Краткое заключение

Глава 3. Кластеры азота
3.1 Введение
3.2 Аналогия между атомными кластерами и ядрами
3.3 Азотные кластеры
3.4 Метастабильные ансамбли азотных кластеров
3.5 Экспериментальное и теоретическое исследование макроскопических азотных структур
3.6 Малые кластеры азота. Расчет с помощью феноменологического потенциала
3.7 Недостатки феноменологического потенциала
3.8 Модернизация феноменологического потенциала
3.9 Тестирование модифицированного феноменологического
потенциала
3.10 Расчет аморфной структуры
3.11 Расчет кристаллической гош-структуры
3.12 Расчет плоской структуры из азотных лодок Ы8
3.13 Расчет зависимости энергии связи макроскопических азотных структур от атомного объема
3.14 Расчет фазового перехода в аморфном молекулярном азоте при высоких давлениях и температуре
3.15 Ограничения феноменологического потенциала
3.16 Спектрографические данные. Анализ возможных структур, наблюдаемых в эксперименте
3.17 Краткое заключение
Заключение
Литература
Методом РМЗ были исследованы квазиодномерные ансамбли, образованные из кластеров типа С1Ч6С (см. рис. 15). Исследованы также ква-зидвумерные и квазиобъемные ансамбли на основе СЫ6С, связи в которых осуществляется за счет дополнительного атома углерода (см. рис. 16) [94]. Ненасыщенные связи этих атомов углерода в таких ансамблях блокированы путем добавления атомов водорода (см. рис. 16).
Все эти структуры мета-стабильны - спектр их колебаний не содержит мнимых частот. Следует отметить, что квазидвумерная конфигурация может быть элементом структуры графитового слоя, а ква-зиобъемный ансамбль обладает трехмерной структурой, подобной алмазной.
На основании результатов [94] можно сделать вывод о том, что наличие в кластерах и ансамблях атомов углерода и т.е. ансамбли становятся менее энергоемкими, чем изолированные кубейны Ы8. Чтобы увеличить относительное количество атомов азота в азотно-углеродных кластерах, в работе [94] исследуется также возможность замещения атомов азота атомами углерода в более крупных кластерах Ы2оВ ансамблях, состоящих из большого количества кластеров СЫ!8С, оценка запасаемой энергии сверху дает Еасс(п)/п = (2.0 -г- 2.2) эВ/атом [94], что несколько больше, чем в ансамблях на основе кластеров СЫ6С. Необходимо заметить, что в ансамблях на основе кластеров СМ!8С запасается
Рис. 16 Замыкание квазиодномерной структуры в кольцо (Н2С-СМ6С)б. Ненасыщенные связи атомов углерода пассивированы водородом.
водорода уменьшает запасаемую энергию,