<<
>>

О применении потенциала Гупта для описания межмолекулярного взаимодействия между зондом и образцом

При исследовании методами компьютерного моделирования систем, содержащих нейтральные атомы металлов и металлические наночастицы, в частности для определения термодинамических характеристик, необходимо использовать потенциал, адекватно описывающий их взаимодействие.

К настоящему времени выполнено достаточно большое число работ, посвященных решению задачи восстановления металлического потенциала [147-149]. Обычно для этого используются экспериментальные данные по энергии когезии атомов. В настоящее время в расчетах свойств металлических нанокластеров наиболее часто используется потенциал Гупта и его модификации [148-152]. Подобно другим металлическим потенциалам, потенциал Гупта восстановлен в рамках теории функционала плотности по энергии когезии атомов металлического тела и описывает взаимодействие в терминах локальной электронной плотности. Отметим также, что в силу нелинейности и многочастичности потенциала Гупта проведение прямых вычислений с его использованием требует слишком больших затрат машинного времени[I].

Для построения атомистической модели наночастиц диаметра Dбыл использован следующий апробированный алгоритм:

• сначала строится гранецентрированная кубическая решетка большого размера с заданной длиной ребра элементарной ячейки и углом между ребрами 90°;

• далее выбираются координаты тех атомов, которые целиком принадлежат сфере диаметра D.

Такой алгоритм неизбежно приводит к появлению огранки наночастиц, в частности, можно привести пример, когда наблюдаемые наночастицы золота также обладают огранкой [155].

Значение полной потенциальной энергии наночастиц, содержащей N атомов металла в случае использования потенциала Гупта, дается выражением:

Как и любой эмпирический потенциал, потенциал Гупта получен путем обработки экспериментальных данных с приведением к удобной математической форме записи.

Первый член формулы (2.4) является парным потенциалом отталкивания (описывается суммой Борна - Майера ион-ионного отталкивания, полученного из приращения кинетической энергии электронов проводимости, ограниченных двумя приближающимися ионами [152]), второе слагаемое - потенциалом притяжения. Как видно из (2.4), именно второе слагаемое обусловливает неаддитивность потенциала. Отметим, что вклад, отвечающий притяжению, представляет собой энергию, пропорциональную второму моменту электронной плотности. Это слагаемое квантового происхождения, включающее как раз многочастичное суммирование. В формуле (2.4) rij- расстояние между атомами іи jв кластере, параметр А - экспериментальное значение энергии когезии, r0- параметр кристаллической решётки, p,q - значения упругих постоянных кристаллической структуры при T = QК, относящиеся к массивному образцу. Отметим также короткодействующий характер потенциала Гупта, данное свойство, в том числе, может обусловливать специфическое поведение размерных зависимостей термодинамических и структурных характеристик.

<< | >>
Источник: Антонов Александр Сергеевич. МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ФРАКТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛЕНОК НА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЯХ. ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Тверь - 2017. 2017

Еще по теме О применении потенциала Гупта для описания межмолекулярного взаимодействия между зондом и образцом:

  1. О применении потенциала Гупта для описания межмолекулярного взаимодействия в металлических системах
  2. Описание взаимодействия между процессами
  3. Межмолекулярные взаимодействия и различные виды адсорбционных потенциалов
  4. О проведении компьютерного эксперимента по моделированию взаимодействия зонда сканирующего микроскопа с образцом и оценка размерного и температурного диапазона для штатного функционирования
  5. Образцы описания функциональных стилей.
  6. 4. Другие применения методов потенциала
  7. 5.2. Эффективный потенциал электрон-дырочного взаимодействия в пределе Хакена.
  8. О моделировании формы зонда и механизма его взаимодействия с образцом
  9. 1.5.1. Образцы применения алгоритма работы с орфограммой
  10. 3. Применение теории потенциала в классических задачах математической физики
  11. 1.6.1. Образцы применения алгоритма поиска пунктограммы в предложении
  12. Компьютерное моделирование процесса взаимодействия зонда силового туннельного микроскопа с образцом на примере системы медь (зонд) - золото (образец)
  13. Примеры применения QMDM - краткое описание
  14. Индия: империя Гупта
  15. 22. Категория не имеет никакого иного применения для познания вещей, кроме применения к предметам опыта
  16. § 73. Применение к проблеме феноменологии. Описание и точное определение
  17. 2. О праве чистого разума в практическом применении на такое расширение, которое само по себе невозможно для него в спекулятивном применении
  18. 2.3 Статистические способы описания взаимосвязей между составляющими объекта измерения