Зміна міжатомних відстаней.

Перехід від макротіл до наночасток призводить до деякої зміни відстаней між атомами. У цьому спостерігається як зменшення, і збільшення міжатомних відстаней.

Встановлено, що у кластерах Ag (3,1 нм), Pt (3,8 нм), Cu (0,7 нм), Au (2,5 нм) міжатомна відстань менша відповідно на 0,7 %, 0,5 % 2%, 0,3% порівняно з макророзмірними зразками. При зменшенні наночастинок Ag і Аu розміром від 40 до 10 нм стиснення ґрат склало всього

Для кластерів Si спостерігається збільшення міжатомних відстаней на 1,1% при зменшенні від 10 до 3 нм.

Неоднозначність зміни міжатомної відстані може бути обумовлена ​​кількома причинами:

- поглинанням домішок, наприклад, молекул води, що призводить до зростання обсягу,

- структурними змінами, зокрема, ОЦК-ГЦК, що викликають стиск нанокластера,

- деформацією атомів, викликаною зміною рівноваги сил тяжіння та відштовхування при зменшенні кількості взаємодіючих атомів у кластері,

Найбільш коректні результати впливу розмірів нанокластера на міжатомні відстані отримують для металевих кластерів з ГЦК гратами, які не змінюють грати при переході до нанорозмірів. У більшості випадків при зменшенні розміру частинок до 10 нм не спостерігається зменшення міжатомних відстаней, у той час як при менших розмірах, як правило, має місце їх значне скорочення. Зокрема, для двоатомних кластерів (димерів) Cu, Ni, Fea міжатомні відстані (нм) дорівнюють 0,222 (0,256), 0,2305 (0,249), 0,187 (0,248) (у дужках відстані для макростану). Димер.avi

зміна

Мал. 1. Зменшення рівноважної відстані між атомами за рахунок їх деформації внаслідок зміни рівноваги сил тяжіння тавідштовхування при зменшенні кількості взаємодіючих атомів у кластері

При розгляді причин зміни міжатомних відстаней під час переходу до нанорозмірів можна зазначити:

- асиметрія міжатомних сил, що діють на атоми, що знаходяться на поверхні, що викликає зменшення середньої міжатомної відстані в поверхневих шарах, зокрема у разі димерів найбільшою мірою проявляється можливість деформації самих атомів при переході від всебічного стиснення атомів до одностороннього (рис.1),

- Поява додаткового обсягу, пов'язаного з аморфізацією поверхневих шарів, що викликає збільшення середньої міжатомної відстані.

Найбільш ймовірним є одночасний вплив зазначених факторів, що може призвести як до зменшення, так і до збільшення середньої міжатомної відстані.

Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком:

Вимкніть adBlock! і оновіть сторінку (F5)дуже потрібно