Молекулярно-динамическое моделирование структурных и фазовых превращений в свободных нанокластерах и наночастицах на поверхности твердого тела

• Автор: Бембель, Алексей Глебович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 175 с. : ил.

Содержание
Содержание
Введение
Глава 1.0 проблеме идентификации фазового состояния наночастиц и фазовых переходов первого рода
1.1. Методологические аспекты применимости понятий термодинамической фазы и фазового перехода к наночастицам
1.2. Теоретические представления о плавлении и кристаллизации малых объектов
1.3. Экспериментальные данные о плавлении и кристаллизации наночастиц
1.4. Исследование структурных и фазовых превращений в нанокластерах методами компьютерного эксперимента
1.5. Заключение
Глава 2. Молекулярно-динамический эксперимент
как метод исследования структурных и фазовых
превращений в наночастицах
2.1. Основные методы компьютерного эксперимента:
Монте Карло и молекулярная динамика [65], [66]
2.2. Об алгоритме и компьютерной программе для молекулярнодинамического моделирования эволюции свободных наночастиц и наночастиц в силовом поле твердой поверхности
2.3. Потенциал сильной связи и его применение к описанию межатомного взаимодействия в переходных металлах
2.4. Вспомогательные программы для обработки результатов молекулярно-динамических экспериментов
2.5. Апробирование компьютерной программы с использованием парного потенциала Джугутова и потенциала сильной связи
2.6. Основные результаты и выводы

Глава 3. Сравнительное молекулярно-динамическое моделирование фазовых переходов первого рода в свободных леннард-джонсовских наночастицах и металлических нанокластерах
3.1. Различные подходы к идентификации фазовых переходов первого рода в наночастицах
3.2. Структурные и фазовые переходы в леннард-джонсовских наночастицах
3.3. Фазовые переходы первого рода в нанокластерах никеля
3.4. Структурные переходы и механизмы гистерезиса плавления-кристаллизации наночастиц
3.5. Фазовые переходы первого рода в нанокластерах свинца
3.6. Основные результаты и выводы
Глава 4. Молекулярно-динамическое моделирование структурных и фазовых переходов в наночастицах, находящихся в силовом поле твердой поверхности
4.1. О проблеме идентификации фазовых переходов в наночастицах по их механическому (реологическому) поведению
4.2. Молекулярно-динамическое моделирование изотермического растекания нанокапель по твердой поверхности
4.3. Кристаллизация нанокапли в процессе ее растекания
4.4. Плавление равновесных островков и кристаллизация
капель с равновесной формой
4.5. Основные результаты и выводы
Глава 5. Молекулярно-динамическое моделирование эпитаксиального роста островковых пленок на поверхности твердого тела
5.1. Основные понятия, связанные с процессом молекулярно-лучевой эпитаксии и эпитаксиальной технологией
5.2. Алгоритм моделирования процесса молекулярно-лучевой эпитаксии

5.3. Молекулярно-динамическое моделирование эпитаксиального роста леннард-джонсовских
и металлических островковых пленок
5.4. Основные результаты и выводы
Основные результаты и выводы
Список литературы

многогранники, но с разной вероятностью. С этой точки зрения, фазовый переход можно рассматривать как резкое изменение распределений вероятностей появления тех или иных многогранников.
Вместе с тем, необходимо отметить, что анализ многогранников Вороного-Делоне связан и с рядом трудностей, также отмеченных в работе [53] и предыдущих публикациях данного автора. Как показывают наши собственные результаты, в леннард-джонсовских кластерах приходится иметь дело с многогранниками искаженной формы, которые не всегда легко идентифицировать. В связи с этим, в [53] предлагается начать анализ с визуального рассмотрения полученных многогранников и затем уже анализировать частоту их появления компьютерными методами. Очевидно, для идентификации фазового состояния наночастиц и фазовых переходов целесообразно также исследовать подвижность атомов. Последняя может характеризоваться коэффициентом самодиффузии. По-видимому, методы, разработанные для исследования самодиффузии в массивных фазах [54] могут быть распространены и на кластеры. Вместе с тем, увеличение числа характеристик и критериев, по которым делается заключение о фазовом состоянии наночастиц и протекающих в них фазовых переходах, также имеет свою оборотную негативную сторону.
В работе В. Полака [53] рассматривались как плавление кластеров, так и противоположенный плавлению фазовый переход. Однако он не был назван кристаллизацией: автор использовал термин
«замораживание» («freezing»]. Единственная известная нам серьезная работа, связанная с молекулярно-динамическим моделированием фазовых переходов первого рода в нанокластерах, в которой фигурируют термины «плавление» и «кристаллизация», - это работа [55],