Выпуски МФиНТ »  Том 37, выпуск 4

Концепция размерно-зависимых энергий межатомного взаимодействия для твёрдых наноматериалов: термодинамический и диффузионный аспекты

А. С. Ширинян

Учебно-научный центр «Физико-химического материаловедения» Киевского Национального университета имени Тараса Шевченка и НАН Украины, ул. Владимирская, 64, 01601 Киев, Украина

Получена: 27.01.2015. Скачать: PDF

Исследованы вопросы, связанные с энергией твёрдых наночастиц и наноразмерных материалов, относительно их устойчивости и структуры с акцентом на нанокристаллических металлических системах. В работе предлагается новый подход, основанный на атомной гипотезе о размерной зависимости энергии межатомного взаимодействия ближайших атомов и согласованных коллективных действиях атомов. Гипотеза была проверена для тонких металлических плёнок и наночастиц на основе экспериментальных результатов, теоретического приближения и молекулярно-статического моделирования. Показано, что для наноматериалов можно использовать концепцию размерной зависимости энергии межатомного взаимодействия для описания термодинамических и кинетических свойств.

Ключевые слова: взаимодействие атом–атом, размерный эффект, термодинамические свойства, диффузия в наноматериалах, нанокристаллические структуры.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v37/i04/0475.html

PACS: 05.70.Ce, 34.20.Cf, 61.46.Hk, 64.75.Jk, 66.30.Pa, 81.07.Bc, 82.60.Qr

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. Ph. Buffat and J. P. Borel, Phys. Rev. A, 13: 2287 (1976). Crossref
  2. A. S. Shirinyan and V. A. Makara, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 8: 223 (2010) (in Ukrainian).
  3. Q. S. Mei and K. Lu, Prog. Mat. Sci., 52: 1175 (2007). Crossref
  4. P. Pawlow, Z. für Phys. Chem., 65: 1 (1909). Crossref
  5. K. K. Nanda, S. N. Sahu, and S. N. Behera, Phys. Rev. A, 66: 013208 (2002). Crossref
  6. M. Wautelet, J. Phys. D: Appl. Phys., 24: 343 (1991). Crossref
  7. E. L. Nagaev, Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 162: 49 (1992) (in Russian). Crossref
  8. F. Baletto and R. Ferrando, Rev. Mod. Phys., 77: 371 (2005). Crossref
  9. H. Bei, S. Shim, G. M. Pharr, and E. P. George, Acta Mat., 56: 4762(2008). Crossref
  10. G. Richter, K. Hillerich, D. S. Gianola, R. Monig, O. Kraft, and C. A. Volkert, Nano Lett., 9: 3048 (2009). Crossref
  11. M. B. Lowry, D. Kiener, M. M. Le Blank, C. Chisholm, J. N. Florando, J. W. Morris, and A. M. Minor, Acta Mat., 58: 5160 (2010). Crossref
  12. A. S. Shirinyan and M. Wautelet, Nanotech., 15: 1720 (2004). Crossref
  13. H. Ulbricht, J. Schmelzer, R. Mahnke, and F. Schweitzer, Thermodynamics of Finite Systems and Kinetics of First-Order Phase Transitions (Leipzig: BSB Teubner: 1988). Crossref
  14. A. I. Rusanov, Fazovye Ravnovesiya i Poverkhnostnye Yavleniya (Phase Equilibriums and Surface Phenomena) (Leningrad: Chemistry: 1967) (in Russian).
  15. A. S. Shirinyan, A. M. Gusak, and M. Wautelet, Acta Mat., 53: 5025 (2005). Crossref
  16. A. S. Shirinyan, M. Wautelet, and Y. Belogorodsky, J. Phys.: Cond. Mat., 18: 2537 (2006). Crossref
  17. J. Weissmuller, Nanostr. Mat., 3: 261 (1993). Crossref
  18. F. Liu and R. Kirchheim, Scr. Mat., 51: 521 (2004). Crossref
  19. H. A. Murdoch and C. A. Schuh, Acta Mat., 61: 2121 (2013). Crossref
  20. D. Xie, M. P. Wang, and W. H. Qi, J. Phys.: Cond. Matt., 16: L401 (2004). Crossref
  21. A. I. Karasevskii, Eur. Phys. J. B, 86: 123 (2013). Crossref
  22. A. Fiegenbaum and A. Karnani, Strat. Manag. J., 12: 101 (1991). Crossref
  23. C. Wing and M. Yiu, Small Business Economics, 9: 287 (1997). Crossref
  24. S. Nakagawa and I. C. Cuthill, Biol. Rev. Camb. Philos. Soc., 82: 591 (2007). Crossref
  25. V. E. Lee and S. Loeb, Am. Educ. Res. J., 37: 3 (2000). Crossref
  26. W. B. Moody, R. B. Bausell, and J. R. Jenkins, J. Res. Math. Educ., 4: 170 (1973). Crossref
  27. L. H. Liang and Q. Jiang, Acta Mat., 53: 3305 (2005). Crossref
  28. L. H. Liang, D. Liu, and Q. Jiang, Nanotech., 14: 438 (2003). Crossref
  29. Q. Jiang, H. M. Lu, and M. Zhao, J. Phys.: Cond. Matt., 16: 521 (2004). Crossref
  30. N. D. Lisgarten, S. J. Peppiatt, and J. R. Samblest, J. Phys. C: Solid State Phys., 7: 2263 (1974). Crossref
  31. P. N. Denbigh and R. B. Marcus, J. Appl. Phys., 37: 4325 (1966). Crossref
  32. W. H. Qi and M. P. Wang, J. Nanopart. Res., 7: 51 (2005). Crossref
  33. M. T. Gladgkikh, Poverkhnostnye Yavleniya i Fazovye Prevrashcheniya v Condensirovannykh Plenkakh (Surface Phenomena and Phase Transformations in Condensed Films) (Kharkiv: Kharkiv Karazin University: 2004) (in Russian).
  34. P. M. Morse, Phys. Rev., 34: 57 (1929). Crossref
  35. L. A. Girifalco and V. G. Weizer, Phys. Rev., 114: 687 (1959). Crossref
  36. I. M. Torrens, Interatomic Potentials (New York: Academic Press: 1972).
  37. T. Yokoyama, K. Kobayashi, and T. Ohta, Phys. Rev. B, 53: 6111 (1996). Crossref
  38. I. V. Pirog, I. I. Nedosekina, I. A. Zarubin, and A. T. Shuvaev, J. Phys.: Cond. Matt., 14: 1825 (2002). Crossref
  39. J. W. Christian, Theory of Transformation in Metals and Alloys (New York: Pergamon Press: 1965).
  40. A. P. Sutton and J. Chen, Philos. Mag. Lett., 61: 139 (1990). Crossref
  41. B. D. Todd and R. M. Lynden-Bell, Surf. Sci., 281: 191 (1993). Crossref
  42. G. P. Purja Pun and Y. Mishin, Philos. Mag., 89: 3245 (2009). Crossref
  43. A. Shirinyan and Yu. Bilogorodskyy, Phys. Met. Metallog., 113: 823 (2012). Crossref
  44. A. S. Shirinyan and Yu. S. Bilogorodskyy, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 32, No. 11: 1493 (2010) (in Russian).
  45. T. B. Massalski, J. L. Murray, L. H. Bennett, H. Baker, and L. Kacprzak, Binary Alloy Phase Diagram (New York: ASM: 1992).
  46. M. Brown and M. F. Ashby, Acta Metallurg., 28: 1085 (1980). Crossref
  47. Y. Chen and C. A. Schuh, J. Appl. Phys., 101: 063524 (2007). Crossref
  48. A. S. Shirinyan, Phys. Solid State, 52: 1267 (2010). Crossref

© 2013–2017 «ИМФ НАН Украины»