Терморазмерные эффекты и структурно-изомеральные переходы в системе из иммобилизованных на подложке функциональных нанокластеров переходных металлов (Ni, Pd) - Автореферат

Терморазмерные эффекты и структурноизомеральные переходы в системе из иммобилизованных на подложке функциональных нанокластеров переходных металлов (Ni, Pd) Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте металлургии Уральского отделения РАН. Научный руководитель Официальные оппоненты: Ведущая организация доктор физико-математических наук Полухин Валерий Анатольевич доктор химических наук, профессор Павлов Валерий Васильевич доктор химических наук Шевченко Владимир Григорьевич ФГБОУПО «Южно-Уральский государственный университет» (национальный исследовательский университет) Защита состоится 16 декабря 2011 года в 13.00 на заседании диссертационного совета Д 004.001.01 при Учреждении Российской академии наук Институте металлургии Уральского отделения РАН по адресу: 620016, Екатеринбург, ул.В результат тестовых расчетов сделан выбор в пользу многочастичных потенциалов Саттона-Чена для кластеров Ni и потенциалов сильной связи (TBS) Клери-Розато для кластеров Pd. Установлено, что температурные интервалы всех стадий нагрева - изомеризации структуры, сосуществования флюидизированных оболочек и твердоподобных центральных четко коррелируют не только с заданной структурой, числом атомов нанокластеров, но и с характером межатомных взаимодействий атомов кластеров с подложкой и в зависимости от геометрии контактирующих с графеновой плоскостью граней кластера. Показано, что «плавление» кластеров PDN и NIN, реализуется не сменой фаз, а классифицируется нами как переход от регулярной к разупорядоченной структуре с высокой миграционной подвижностью атомов, имеет более сложный механизм, чем плавление макроскопических кристаллов, поскольку реализуется:-в более широком температурном интервале (около 1/3 от интервала разогрева); Установлены на основе МД-моделирования гистерезисы плавления-затвердевания кластеров PDN и NIN с различными исходными структурами и числом атомов, предельные температуры потери стабильности (начала изомеризации), исходных регулярных модификаций в зависимости от размера кластеров, а также определены термовременые условия при затвердевании начала формирования регулярных координаций (ГЦК, ГПУ, икосаэдрической (Ih)) с оценкой их статистических весов и интервалов стабильности. По результатам МД-расчетов установлено, что процесс плавления кластеров Ni309 и Ni561 в отличие от плавления макроскопических тел «растягивается» на значительный температурный интервал, которому соответствует стадия «квазиплавления» при одновременном существовании твердоподобного состояния (к примеру, 55-ти атомов центральных оболочек и 254-х во «флюидном» для кластера из четырех оболочек и общим числом 309-ти атомов).Исследованиями на атомно-молекулярном уровне в результате процессов перекоординации атомов показана возможность термоактивированной самоорганизации наноразмерных систем переходных металлов Ni и Pd. Установлено, что наноразмерные эффекты в кластерах, как малых объектах с сильными флуктуациями плотности при непрерывном перераспределении кинетической и потенциальной энергий, начинают проявляться еще до процесса плавления, как структурноизомеральные переходы с непрекращающимся процессом взаимотрансформации координаций с потерей структурной стабильности, инициированной изомеризацией ГЦК-кубоктаэдров в икосаэдры.