Влияние размера и формы нанокристалла на барические и температурные зависимости его свойств (О б з о р)
Поступила в редакцию: 6 июня 2024 г.
В окончательной редакции: 5 июля 2024 г.
Принята к печати: 4 августа 2024 г.
Выставление онлайн: 28 октября 2024 г.
Обсуждаются проблемы изучения решеточных свойств нанокристалла при различных давлениях и температурах. Проанализированы изменения уравнения состояния и барических зависимостей различных свойств золота при переходе от макро- к нанокристаллу кубической или стержневидной формы из 306 атомов. Были рассмотрены следующие свойства: температура Дебая, первый и второй параметры Грюнайзена, модуль упругости, коэффициент теплового расширения, изохорная и изобарная теплоемкость, удельная свободная поверхностная энергия и ее производная по температуре, температура плавления. Также были рассмотрены производные указанных функций по давлению. Представленные зависимости сравниваются с результатами других авторов и обсуждаются проблемы расчета данных свойств различными методами. Показано, что при изоморфно-изотермо-изобарическом уменьшении размера нанокристалла значения одних свойств уменьшаются, других - увеличиваются, а есть и такие, которые могут изменять свою размерную зависимость при изменении P-T-условий. Показано, что при отклонении формы нанокристалла от энергетически оптимальной формы размерные изменения барических зависимостей усиливаются. Ключевые слова: нанокристалл, поверхностная энергия, уравнение состояния, тепловое расширение, модуль упругости, температура плавления, золото.
- N.R.C. Corsini, W.R. Little, A. Karatutlu, Y. Zhang, O. Ersoy, P.D. Haynes, C. Molteni, N.D.M. Hine, I. Hernandez, J. Gonzalez, F. Rodriguez, V.V. Brazhkin, A. Sapelkin. Nano Lett. 15, 11, 7334 (2015). DOI: 0.1021/acs.nanolett.5b02627
- F. Bai, K. Bian, X. Huang, Z. Wang, H. Fan. Chem. Rev. 119, 12, 7673 (2019). DOI: 10.1021/acs.chemrev.9b00023
- I.M. Padilla Espinosa, T.D.B. Jacobs, A. Martini. Nanoscale Res. Lett. 17, 1, 96 (2022). DOI: 10.1186/s11671-022-03734-z
- W.R. Tyson, W.A. Miller. Surf. Sci. 62, 1, 267 (1977). DOI: 10.1016/0039-6028(77)90442-3
- S.N. Zhevnenko, I.S. Petrov, D. Scheiber, V.I. Razumovskiy. Acta Materialia 205, 116565 (2021). DOI: 10.1016/j.actamat.2020.116565
- S. Zhu, K. Xie, Q. Lin, R. Cao. Advances. Colloid. Interface Sci. 315, 102905 (2023). DOI: 10.1016/j.cis.2023.102905
- X. Zhang, W. Li, H. Kou, J. Shao, Y. Deng, X. Zhang, J. Ma, Y. Li, X. Zhang. J. App. Phys. 125, 18, 185105 (2019). DOI: 10.1063/1.5090301
- H. Amara, J. Nelayah, J. Creuze, A. Chmielewski, D. Alloyeau, C. Ricolleau, B. Legrand. Phys. Rev. B 105, 16, 165403 (2022). DOI: 10.1103/PhysRevB.105.165403
- E.H. Abdul-Hafidh. J. Nanoparticle Res. 24, 12, 266 (2022). DOI: 10.1007/s11051-022-05638-6
- M.N. Magomedov. Phys. Rev. B 109, 3, 035405 (2024). DOI: 10.1103/PhysRevB.109.035405
- М.Н. Магомедов. ФТТ 62, 12, 2034 (2020). DOI: 10.21883/FTT.2020.12.50206.172 [M.N. Magomedov. Phys. Solid State 62, 12, 2280 (2020). DOI: 10.1134/S1063783420120197]
- М.Н. Магомедов. ЖТФ 83, 9, 56 (2013). [M.N. Magomedov. Tech. Phys. 58, 9, 1297 (2013)]. DOI: 10.1134/S106378421309020X
- М.Н. Магомедов. ФТТ 46, 5, 924 (2004). [M.N. Magomedov. Phys. Solid State 46, 5, 954 (2004)]. DOI: 10.1134/1.1744976
- М.Н. Магомедов. Кристаллография 62, 3, 487 (2017). [M.N. Magomedov. Crystallogr. Reps 62, 3, 480 (2017)]. DOI: 10.1134/S1063774517030142
- Л. Жирифалько, Статистическая физика твердого тела, Мир, М. (1975). 383 с. [L.A. Girifalco, Statistical Physics of Materials, J. Wiley and Sons Ltd., New York (1973). 346 p]
- М.Н. Магомедов. ФТТ 63, 9, 1415 (2021). DOI: 10.21883/FTT.2021.09.51279.080 [M.N. Magomedov. Phys. Solid State 63, 10, 1465 (2021). DOI: 10.1134/S1063783421090250]
- P. Richard, A. Castellano, R. Bejaud, L. Baguet, J. Bouchet, G. Geneste, F. Bottin. Phys. Rev. Lett. 131, 20, 206101 (2023). DOI: 10.1103/PhysRevLett.131.206101
- D.E. Fratanduono, M. Millot, D.G. Braun, S.J. Ali, A. Fernandez-Panella, C.T. Seagle, J.-P. Davis, J.L. Brown, Y. Akahama, R.G. Kraus, M.C. Marshall, R.F. Smith, E.F. O'Bannon III, J.M. Mcnaney, J.H. Eggert. Science 372, 6546, 1063 (2021). DOI: 10.1126/science.abh0364
- М.Н. Магомедов. ФТТ 64, 7, 765 (2022). DOI: 10.21883/FTT.2022.07.52559.319 [M.N. Magomedov. Phys. Solid State 64, 7, 765 (2022). DOI: 10.21883/PSS.2022.07.54579.319]
- G. Weck, V. Recoules, J.A. Queyroux, F. Datchi, J. Bouchet, S. Ninet, G. Garbarino, M. Mezouar, P. Loubeyre. Phys. Rev. B 101, 1, 014106 (2020). DOI: 10.1103/PhysRevB.101.014106
- P. Cheyssac, R. Kofman, R. Garrigos. Phys. Scripta 38, 2, 164 (1988). DOI: 10.1088/0031-8949/38/2/009
- R. Garrigos, P. Cheyssac, R. Kofman. Z. Phys. D 12, 1- 4, 497 (1989). DOI: 10.1007/BF01427006
- S.L. Lai, J.Y. Guo, V. Petrova, G. Ramanath, L.H. Allen. Phys. Rev. Lett. 77, 1, 99 (1996). DOI: 10.1103/PhysRevLett.77.99
- G. Kellermann, A.F. Craievich. Phys. Rev. B 78, 5, 054106 (2008). DOI: 10.1103/physrevb.78.054106
- F. Ercolessi, W. Andreoni, E. Tosatti. Phys. Rev. Lett. 66, 7, 911 (1991). DOI: 10.1103/physrevlett.66.911
- Y. Qi, T. Cav gin, W.L. Johnson, W.A. Goddard III. J. Chem. Phys. 115, 1, 385 (2001). DOI: 10.1063/1.1373664
- T.S. Zhu, M. Li. Mater. Res. Bull. 63, 253 (2015). DOI: 10.1016/j.materresbull.2014.12.010
- М.Н. Магомедов. ЖТФ 81, 9, 57 (2011). [M.N. Magomedov. Tech. Phys. 56, 9, 1277 (2011)]. DOI: 10.1134/S106378421109012X
- М.Н. Магомедов. ЖТФ 84, 5, 46 (2014). [M.N. Magomedov. Tech. Phys. 59, 5, 675 (2014)]. DOI: 10.1134/S1063784214050211
- М.Н. Магомедов. ЖТФ 86, 5, 92 (2016). [M.N. Magomedov. Tech. Phys. 61, 5, 730 (2016)]. DOI: 10.1134/S1063784216050157
- M.N. Magomedov. J. Mol. Liq. 285, 106 (2019). DOI: 10.1016/j.molliq.2019.04.032
- М.Н. Магомедов. ФТТ 66, 3, 442 (2024). DOI: 10.61011/FTT.2024.03.57487.272 [M.N. Magomedov. Phys. Solid State 66, 3, 428 (2024). DOI: 10.61011/PSS.2024.03.57947.272]
- П.И. Дорогокупец, Т.С. Соколова, Б.С. Данилов, К.Д. Литасов. Геодинамика и тектонофизика 3, 2, 129 (2012). [P.I. Dorogokupets, T.S. Sokolova, B.S. Danilov, K.D. Litasov. Geodynamics \& Tectonophysics 3, 2, 129 (2012)]. DOI: 10.5800/GT-2012-3-2-0067
- E.N. Ahmedov. J. Phys.: Conf. Ser. 1348, 012002, 1 (2019). DOI: 10.1088/1742-6596/1348/1/012002
- С.П. Крамынин. Физика Металлов и Металловедение 123, 2, 119 (2022). DOI: 10.31857/S0015323022020061 [S.P. Kramynin. Phys. Met. Metallography 123, 2, 107 (2022). DOI: 10.1134/S0031918X22020065]
- S.P. Kramynin. J. Phys. Chem. Solids 152, 109964 (2021). DOI: 10.1016/j.jpcs.2021.109964
- S.P. Kramynin. Solid State Sci. 124, 106814 (2022). DOI: 10.1016/j.solidstatesciences.2022.106814
- И.Ф. Головнев, Е.И. Головнева. Физическая мезомеханика 22, 2, 86 (2019). DOI: 10.24411/1683-805X-2019-12008 [I.F. Golovnev, E.I. Golovneva. Phys. Mesomech. 23, 3, 189 (2020)]. DOI: 10.1134/S1029959920030017
- M. Zhao, Y. Xia. Nature Rev. Mater. 5, 6, 440 (2020). DOI: 10.1038/s41578-020-0183-3
- S. Xiong, W. Qi, Y. Cheng, B. Huang, M. Wang, Y. Li. Phys. Chem. Chem.Phys. 13, 22, 10652 (2011). DOI: 10.1039/c0cp90161j
- M. Zhu, J. Liu, Q. Huang, J. Dong, X. Yang. J. Phys. D 55, 48, 485303 (2022). DOI: 10.1088/1361-6463/ac9485
- E. Purushotham, V. Radhika. Mater. Today: Proc. 47, 15, 4993 (2021). DOI: 10.1016/j.matpr.2021.04.451
- C.Q. Sun. Progress. Mater. Sci. 54, 2, 179 (2009). DOI: 10.1016/j.pmatsci.2008.08.001
- M. Goyal, B.R.K. Gupta. Mod. Phys. Lett. B 33, 26, 1950310 (2019). DOI: 10.1142/s021798491950310x
- М.Н. Магомедов. Поверхность. Рентген., синхротр., и нейтрон. исслед. 1, 99 (2012). [M.N. Magomedov. J. Surf. Investigation. X-ray, Synchrotron. Neutron Techniques 6, 1, 86 (2012)]. DOI: 10.1134/S1027451012010132
- Y.F. Zhu, J.S. Lian, Q. Jiang. J. Phys. Chem. C 113, 39, 16896 (2009). DOI: 10.1021/jp902097f
- V. Pandey, M. Kumar. Pramana 97, 3, 88 (2023). DOI: 10.1007/s12043-023-02552-x
- G. Kellermann, F.L.C. Pereira, A.F. Craievich. J. Non-Cryst. Solids 635, 122995 (2024). DOI: 10.1016/j.jnoncrysol.2024.122995
- D. Shekhawat, M. Vauth, J. Pezoldt. Inorganics 10, 4, 56 (2022). DOI: 10.3390/inorganics10040056
- S. Schonecker, X. Li, B. Johansson, S.K. Kwon, L. Vitos. Sci. Rep. 5, 1, 14860 (2015). DOI: 10.1038/srep14860
- T. Cheng, D. Fang, Y. Yang. App. Surf. Sci. 393, 364 (2017). DOI: 10.1016/j.apsusc.2016.09.147
- D. Scheiber, O. Renk, M. Popov, L. Romaner. Phys. Rev. B 101, 17, 174103 (2020). DOI: 10.1103/PhysRevB.101.174103
- A.O. Tipeev, J.P. Rino, E.D. Zanotto. J. Chem. Phys. 155, 9, 094101 (2021). DOI: 10.1063/5.0059882
- A. Forslund, A. Ruban. Phys. Rev. B 105, 4, 045403 (2022). DOI: 10.1103/PhysRevB.105.045403
- C. Li, S. Lu, S. Divinski, L. Vitos. Acta Mater. 255, 119074 (2023). DOI: 10.1016/j.actamat.2023.119074
- В.М. Самсонов, С.А. Васильев, И.В. Талызин, К.К. Небывалова, В.В. Пуйтов. Журн. Физ. Химии 97, 8, 1167 (2023). DOI: 10.31857/S004445372308023X [V.M. Samsonov, S.A. Vasilev, I.V. Talyzin, K.K. Nebyvalova, V.V. Puitov. Russ. J. Phys. Chem. A 97, 8, 1751 (2023). DOI: 10.1134/S003602442308023X]
- G. Kellermann, F.L.C. Pereira, A.F. Craievich. J. Appl. Cryst. 53, 2, 455 (2020). DOI: 10.1107/S1600576720002101
- L. Keerthana, G. Dharmalingam. J. Phys. Chem. Solids 185, 111800 (2024). DOI: 10.1016/j.jpcs.2023.111800
- G. de With. Chem. Rev. 123, 23, 13713 (2023). DOI: 10.1021/acs.chemrev.3c00489
- М.Н. Магомедов. ФТТ 65, 5, 734 (2023). DOI: 10.21883/FTT.2023.05.55489.46 [M.N. Magomedov. Phys. Solid State 65, 5, 708-717 (2023). DOI: 10.21883/PSS.2023.05.56040.46]
- М.Н. Магомедов. Физика Металлов и Металловедение 105, 2, 127 (2008). [M.N. Magomedov. Phys. Met. Metallography 105, 2, 116 (2008)]. DOI: 10.1134/S0031918X08020038
- М.Н. Магомедов. ФТТ 66, 2, 232 (2024). DOI: 10.61011/FTT.2024.02.57247.241 [M.N. Magomedov. Phys. Solid State 66, 2, 221 (2024)]. DOI: 10.61011/PSS.2024.02.57919.241]
- D. Errandonea. J. Appl. Phys. 108, 3, 033517 (2010). DOI: 10.1063/1.3468149
- D.M. Foster, T. Pavloudis, J. Kioseoglou, R.E. Palmer. Nature Commun. 10, 1, 2583 (2019). DOI: 10.1038/s41467-019-10713-z
- J. Chen, X. Fan, J. Liu, C. Gu, Y. Shi, D.J. Singh, W. Zheng. J. Phys. Chem. C 124, 13, 7414 (2020). DOI: 10.1021/acs.jpcc.9b10769
- C. Zeni, K. Rossi, T. Pavloudis, J. Kioseoglou, S. de Gironcoli, R.E. Palmer, F. Baletto. Nature Commun. 12, 1, 6056 (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-26199-7
- B.K. Pandey, R.L. Jaiswal. Physica B: Condensed Matter 651, 414602 (2023). DOI: 10.1016/j.physb.2022.414602
- H. Sheng, B. Xiao, X. Jiang. Physica B: Condens. Matter 667, 415193 (2023). DOI: 10.1016/j.physb.2023.415193
- G. Poletaev, A. Sannikov, Y. Bebikhov, A. Semenov. Mol. Simul. 50, 10, 1 (2024). DOI: 10.1080/08927022.2024.2342972
- E.N. Ahmedov. Physica B: Condens. Matter 571, 252 (2019). DOI: 10.1016/j.physb.2019.07.027
- B.S. Murty, M.K. Datta, S.K. Pabi. S\=adhan\=a 28, 1- 2, 23 (2003). DOI: 10.1007/BF02717124
- M.S. Omar. Int. J. Thermophys. 37, 1, 11 (2016). DOI: 10.1007/s10765-015-2026-9
- Y.H. Zhao, Y.T. Zhu. Rev. Adv. Mater. Sci. 48, 1, 52 (2017). https://www.ipme.ru/e-journals/RAMS/ no_14817/04_14817_zhao.pdf
- M.S. Omar. J. Therm. Anal. Calorim. 148, 24, 14023 (2023). DOI: 10.1007/s10973-023-12689-x
- M. Mohr, A. Caron, P. Herbeck-Engel, R. Bennewitz, P. Gluche, K. Bruhne, H.-J. Fecht. J. Appl. Phys. 116, 12, 124308 (2014). DOI: 10.1063/1.4896729
- W. Li, X. Wang, L. Gao, Y. Lu, W. Wang. Materials 12, 23, 3913 (2019). DOI: 10.3390/ma12233913
- J.J. Li, B.B. Lu, H.J. Zhou, C.Y. Tian, Y.H. Xian, G.M. Hu, R. Xia. Phys. Lett. A 383, 16, 1922 (2019). DOI: 10.1016/j.physleta.2018.10.053
- X. Ou, Y. Shen, Y. Yang, Z. You, P. Wang, Y. Yang, X. Tian. Materials 16, 13, 4618 (2023). DOI: 10.3390/ma16134618
- Y.Q. Hu, J.F. Xu, L. Su, Y.H. Zhang, S.H. Ding, Y.H. Shen, R. Xia. Mater. Chem. Phys. 296, 127270 (2023). DOI: 10.1016/j.matchemphys.2022.127270
- M. Popov, V. Churkin, D. Ovsyannikov, A. Khabibrakhmanov, A. Kirichenko, E. Skryleva, Y. Parkhomenko, M. Kuznetsov, S. Nosukhin, P. Sorokin, S. Terentiev, V. Blank. Diam. Relat. Mater. 96, 52 (2019). DOI: 10.1016/j.diamond.2019.04.033
- М.Н. Магомедов. Поверхность. Рентген., синхротр., и нейтрон. исслед. 11, 104 (2015). [M.N. Magomedov. J. Surface Investigation. X-ray, Synchrotron Neutron Techn. 9, 6, 1236 (2015)]. DOI: 10.1134/S1027451015060154
- V.N. Likhachev, G.A. Vinogradov, M.I. Alymov. Phys. Lett. A 357, 3, 236 (2006). DOI: 10.1016/j.physleta.2006.04.050
- I. Avramov, M. Michailov. J. Phys.: Condens. Matter 20, 29, 295224 (2008). DOI: 10.1088/0953-8984/20/29/295224
- H. Lei, J. Li, J. Luo. Nanoscale 7, 15, 6762 (2015). DOI: 10.1039/C5NR00056D
- R. Carles, P. Benzo, B. Pecassou, C. Bonafos. Sci. Rep. 6, 1, 39164 (2016). DOI: 10.1038/srep39164
- T. Vasina, J. Bernard, Magali Benoit, F. Calvo. Phys. Rev. B 105, 24, 245406 (2022). DOI: 10.1103/PhysRevB.105.245406
- K. Gu, H. Wu, J. Su, P. Sun, P.H. Tan, H. Zhong. Nano Lett. 24, 13, 4038 (2024). DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c01021
- K. Michaelian, I. Santamaria-Holek. Entropy 19, 7, 314 (2017). DOI: 10.3390/e19070314
- A.I. Oliva, G.G. Comparan-Rodriguez, V. Sosa, A.I. Oliva-Aviles. J. Mater. Sci. 58, 20, 8563 (2023). DOI: 10.1007/s10853-023-08536-x
- P. Villain, P. Beauchamp, K.F. Badawi, P. Goudeau, P.-O. Renault. Scr. Mater. 50, 9, 1247 (2004). DOI: 10.1016/j.scriptamat.2004.01.033
- M. Krief, Y. Ashkenazy. Phys. Rev. Res. 6, 2, 023253 (2024). DOI: 10.1103/PhysRevResearch.6.023253
- B. Grabowski, L. Ismer, T. Hickel, J. Neugebauer. Phys. Rev. B 79, 13, 134106 (2009). DOI: 10.1103/PhysRevB.79.134106
- C. Freysoldt, B. Grabowski, T. Hickel, J. Neugebauer, G. Kresse, A. Janotti, C.G. Van de Walle. Rev. Mod. Phys. 86, 1, 253 (2014). DOI: 10.1103/RevModPhys.86.253
- D.D. Satikunvar, N.K. Bhatt, B.Y. Thakore. J. App. Phys. 129, 3, 035107 (2021). DOI: 10.1063/5.0022981
- M. Borinaga, I. Errea, M. Calandra, F. Mauri, A. Bergara. Phys. Rev. B 93, 17, 174308 (2016). DOI: 10.1103/PhysRevB.93.174308
- I. Loa, F. Landgren. J. Phys.: Condens. Matter 36, 18, 185401 (2024). DOI: 10.1088/1361-648X/ad1e08
- М.Н. Магомедов. ЖТФ 80, 9, 141 (2010). [M.N. Magomedov. Tech. Phys. 55, 9, 1373 (2010)]. DOI: 10.1134/S1063784210090227
- M. Matsui. J. Phys.: Conf. Ser. --- IOP Publ. 215, 1, 012197 (2010). DOI: 10.1088/1742-6596/215/1/012197
- X. Huang, F. Li, Q. Zhou, Y. Meng, K.D. Litasov, X. Wang, B. Liu, T. Cui. Sci. Rep. 6, 19923 (2016). DOI: 10.1038/srep19923
- А.М. Молодец, А.А. Голышев, Д.В. Шахрай. ЖЭТФ 151, 3, 550 (2017). DOI: 10.7868/S0044451017030000. [A.M. Molodets, A.A. Golyshev, D.V. Shakhrai. J. Exp. Theor. Phys. 124, 3, 469 (2017). DOI: 10.1134/S1063776117030049]
- Д.К. Белащенко. УФН 190, 12, 1233 (2020). DOI: 10.3367/UFNr.2020.01.038761 [D.K. Belashchenko. Physics. Uspekhi 63, 12, 1161 (2020). DOI: 10.3367/UFNe.2020.01.038761].
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.