"Физика и техника полупроводников"
Вышедшие номера
Размерная зависимость температуры плавления наночастиц кремния: молекулярно-динамическое и термодинамическое моделирование
Переводная версия: 10.1134/S1063782619070236
Талызин И.В. 1, Самсонов М.В.1, Самсонов В.М. 1, Пушкарь М.Ю. 1, Дронников В.В. 1
1Тверской государственный университет, Тверь, Россия
Email: talyzin_igor@mail.ru, samsonoff@inbox.ru, archon@mail.ru, dronnikov@gmail.com
Поступила в редакцию: 5 июня 2018 г.
Выставление онлайн: 19 июня 2019 г.

Размерная зависимость температуры плавления наночастиц Si исследовалась с использованием как молекулярно-динамического, так и термодинамического моделирования, основывающегося на применении формулы Томсона. Результаты атомистического моделирования, полученные с использованием потенциала Стиллинджера-Вебера, согласуются с результатами других авторов, а также с результатами термодинамического моделирования и предсказывают уменьшение температуры плавления Tm наночастиц Si с увеличением их обратного радиуса R-1 по линейному закону. Имеющиеся экспериментальные данные предсказывают более низкие значения Tm, включая предельное значение Tm(бесконечность), отвечающее линейной экстраполяции экспериментальных точек к R-1->0 (т. е. к радиусу R->бесконечность), причем занижение составляет 200-300 K по сравнению с табличным значением температуры плавления кремния (1688 K). Учитывая это, сделан вывод о том, что молекулярно-динамические результаты для Tm(R-1), полученные с использованием потенциала Стиллинджера-Вебера, являются более адекватными, чем имеющиеся экспериментальные данные. Ключевые слова: нанокремний, температура плавления, размерная зависимость, молекулярная динамика, термическое моделирование.
  1. А.А. Ищенко, Г.В. Фетисов, Л.А. Асланов. Нанокремний: свойства, получение, применение, методы исследования и контроля (М., Физматлит, 2011)
  2. R.P. Feynman. Engin. Sci., Feb, 22 (1960)
  3. L. Sementa, G. Barcaro S. Monti, V. Carravetta. Phys. Chem. Chem. Phys., 20 (3), 1707 (2018)
  4. В.М. Самсонов, С.А. Васильев, И.В. Талызин, Ю.А. Рыжков. Письма ЖЭТФ, 103 (2), 100 (2016)
  5. В.М. Самсонов, В.М. Талызин, М.В. Самсонов. ЖТФ, 86 (6), 149 (2016)
  6. В.М. Самсонов, С.А. Васильев, А.Г. Бембель. ФММ, 117 (8), 775 (2016)
  7. Г.С. Жданов. Изв. РАН. Сер. физ., 41 (5), 1004 (1977)
  8. R. Kofman, P. Cheyssac, Y. Lereach, A. Stella. Eur. Phys. J. D, 9, 441 (1999)
  9. Yu. Qi, T. Cagin, W.L. Johnson, W.A. Goddard. J. Chem. Phys., 114, 385, (2001)
  10. В.М. Самсонов, С.С. Харечкин, С.Л. Гафнер, Л.В. Редель, Ю.Я. Гафнер. Кристаллография, 54 (3), 530 (2009)
  11. N.T.T. Hang. Commun. Phys., 24 (3), 207 (2014)
  12. F.H. Stillinger, T.A. Weber. Phys. Rev. В, 31, 5262 (1985)
  13. G. Barcaro, S. Monti, L. Sementa, V. Carravetta. J. Chem. Theory Comput., 13, 3854 (2017)
  14. G. Barcaro, S. Monti, L. Sementa, V. Carravetta. Crystals, 7, 54 (2017)
  15. J. Tersoff. Phys. Rev. B, 37, 6991 (1988)
  16. S.V. Starikov, N.Yu. Lopanitsyna, D.E. Smirnova, S.V. Makarov. Comput. Mater. Sci., 142, 303 (2018)
  17. Физические величины. Справочник, под ред. И.С. Григорьева, В.З. Мейлихова (М., Энергоатомиздат, 1991)
  18. W. Thomson. Philosoph. Mag., 42, 448 (1871)
  19. А.И. Гусев. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии (М., Физматлит, 2005)
  20. Н.Л. Левшин, Е.А. Крылова. Поверхностные явления в физике фазовых переходов в твердых телах (М., Физ. факультет МГУ, 2008)
  21. В.П. Скрипов В.П. Коверда. Спонтанная кристаллизация переохлажденных жидкостей (М., Наука, 1984)
  22. В.М. Самсонов, О.А. Мальков. Расплавы, 2, 71 (2005)
  23. Ph. Buffat, J.-P. Borel. Phys. Rev. A, 13, 2287 (1976)
  24. В.П. Скрипов В.П. Коверда. Спонтанная кристаллизация переохлажденных жидкостей (М., Наука, 1984).
  25. В.М. Самсонов, И.В. Талызин, С.А. Васильев, А.Ю. Картошкин. В сб.: Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов, под общей ред. В.М. Самсонова, Н.Ю. Сдобнякова (Тверь, Твер. гос. ун-т, 2017) вып. 9, с. 411
  26. П.П. Кобеко. Аморфные вещества: Физико-химические свойства простых и высокомолекулярных аморфных тел (М.; Л., изд-во АН СССР, 1952)
  27. К. Судзуки, Х. Худзимори, К. Хасимото. Аморфные металлы (М.: Металлургия, 1987). [Пер. с яп.]
  28. В.А. Володин, А.С. Качко. ФТП, 45 (2), 268 (2011)
  29. M. Hirasawa, T. Orii, T. Seto. Appl. Phys. Lett., 88, 093119 (2006)
  30. A. Goldstein. Appl. Phys. A --- Mater., 62, 33 (1996)
  31. Ю.В. Найдич, В.М. Перевертайло, Н.Ф. Григоренко. Капиллярные явления в процессах роста и плавления кристаллов (Киев, Наук. думка, 1983)
  32. X.C. Zeng, D. Stroud. J. Phys.: Condens. Matter, 1, 1779 (1989)
  33. Y. Shao, F. Spaepen. J. Appl. Phys., 79, 2981 (1996)
  34. R.P. Liu, T. Volkmann, D.M. Herlach. Acta Mater, 49, 439 (2001)
  35. Y.W. Tang, J. Wang, X.C. Zenga. J. Chem. Phys., 124, 236103 (2006)
  36. T. Ujihara, G. Sazaki, K. Fujiwara, N. Usami, K. Nakajima. J. Appl. Phys., 90, 750 (2001).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.