Оценивание стабильности и роста ГЦК-нанокластера железа, содержащего атомы примеси
Н. В. Бондаренко, А. В. Недоля
Запорожский национальный университет, ул. Жуковского, 66, 69600, Запорожье, Украина
Получена: 12.01.2018. Скачать: PDF
Методом молекулярной механики с использованием потенциала Леннард-Джонса рассчитана энергия изолированного нанокластера железа в зависимости от положения внедрённого атома углерода и замещённого атома никеля. Внедрённый в нанокластер атом углерода дрейфовал к поверхности из внутренней октапоры или непосредственно в направлении ⟨011⟩, или через тетрапору сначала в направлении ⟨1$\bar{1}$1⟩, а затем в направлении ⟨111⟩. Один из 14 атомов железа был замещён атомом никеля, положение которого менялось во время моделирования. Было определено, что положение атома никеля существенно влияет на энергию нанокластера. Результаты расчётов показали, что в случае ГЦК-нанокластера положение атома углерода в октапоре было более выгодным энергетически, чем в тетрапоре. С другой стороны, потенциальный барьер в направлении ⟨1$\bar{1}$1⟩ был меньше, чем в направлении ⟨011⟩. Это указывает на существование двух способов дрейфа атома углерода к поверхности нанокластера. Изменение положения атома никеля существенно влияло на высоту потенциальных барьеров октаэдрических и тетраэдрических междоузлий, что позволяет манипулировать атомом углерода в приповерхностном слое нанокластера. Кроме того, атом углерода влиял на направление роста нанокластера, что оценивалось с помощью энергии присоединения дополнительного атома железа. Исследование может быть полезным в медицине, биологии и технологиях наноэлектромеханических систем, в которых используются такие нанокластеры и наночастицы.
Ключевые слова: нанокластер железа, энергия нанокластера, примесные атомы, метод молекулярной механики.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v40/i12/1675.html
PACS: 02.70.Ns, 07.05.Tp, 36.40.-c, 61.46.Bc, 61.72.sh, 81.05.Zx, 81.07.Oj