scholarly journals ROLE OF «MAGIC» HCP NUMBERS IN STABILITY OF THE INTERNAL STRUCTURE OF Ag AND Ag NANOCLUSTERS

2021 ◽  
pp. 593-603
Author(s):  
Дарья Антоновна Рыжкова ◽  
Светлана Леонидовна Гафнер ◽  
Юрий Яковлевич Гафнер
Keyword(s):  
Internal Structure ◽  
Incident Light ◽  
Tight Binding ◽  
Binding Potential ◽  
Silver Clusters ◽  
Magic Numbers ◽  
Second Moment ◽  
Resonance Frequencies ◽  
Moment Approximation ◽  
Metal Nanostructure

В настоящее время серебро активно применяется в микроэлектронике, в основном благодаря своей высокой электро- и теплопроводности. Учет процессов взаимодействия между металлом и световой волной (плазмонные эффекты) дает совершенно новые технические приложения серебра. Эти приложения становятся возможными благодаря сильному взаимодействию между падающим светом и свободными электронами в наноструктурах. К настоящему времени уже стало понятно, что размер, форма и структура наночастиц определяют их плазмонные свойства, в том числе резонансные частоты. Следовательно, подгонкой размера, внешнего вида металлической наноструктуры и ее внутреннего строения, можно управлять светом с очень большой степенью точности. В данной работе методом молекулярной динамики с использованием модифицированного потенциала сильной связи TB-SMA (second moment approximation of tight-binding) были изучены границы термической стабильности различной исходной структурной фазы в малых кластерах серебра с числом атомов, соответствующим «магическим» числам ГПУ структуры. Было показано, что характер термически индуцированных структурных переходов в исследуемых группах нанокластеров резко отличается. Данный факт может позволить создать малые кластеры серебра с требуемым внутренним строением. Currently, silver is actively used in microelectronics, mainly due to its high electrical and thermal conductivity. Taking into account the processes of interaction between a metal and a light wave (plasmon effects) gives completely new technical applications of silver. These applications are made possible by the strong interaction between incident light and free electrons in nanostructures. By now, it has already become clear that the size, shape, and structure of nanoparticles determine their plasmon properties, including resonance frequencies. Therefore, by adjusting the size, appearance of the metal nanostructure and its internal structure, it is possible to control light with a very high degree of accuracy. In this work, the boundaries of thermal stability of various initial structural phases in small silver clusters with the number of atoms corresponding to the «magic» numbers of the hcp structure were studied by the molecular dynamics method using the modified tight-binding potential TB-SMA (second moment approximation of tight-binding). It was shown that the nature of thermally induced structural transitions in the groups of nanoclusters under study differs sharply. This fact can make it possible to create small silver clusters with the required internal structure.

scholarly journals STRUCTURAL STABILITY OF Ag AND Ag NANOCLUSTERS WITH A CHANGE IN THE INITIAL MORPHOLOGY

2021 ◽  
pp. 604-611
Author(s):  
Дарья Антоновна Рыжкова ◽  
Светлана Леонидовна Гафнер ◽  
Юрий Яковлевич Гафнер
Keyword(s):  
Tight Binding ◽  
Thermal Relaxation ◽  
Silver Nanoclusters ◽  
Binding Potential ◽  
Magic Numbers ◽  
Structural Transitions ◽  
Thermally Induced ◽  
Second Moment ◽  
Moment Approximation ◽  
Dynamics Method

В статье методом молекулярной динамики с использованием модифицированного потенциала сильной связи TB-SMA (second moment approximation of tight-binding) проводится сравнительный анализ характера термически индуцированных структурных переходов в нанокластерах серебра, число атомов в которых соответствует «магическим» числам икосаэдрической структуры, при вариации их начальной морфологии. Показано, что в случае начальной ГЦК конфигурации формирование Ih модификации происходит либо на этапе предварительной термической релаксации, либо в ходе дальнейшего нагрева. При начальной аморфной морфологии характер структурных переходов претерпевает значительные изменения. Так, например, формирующаяся Ih модификация обладает большей стабильностью в области высоких температур и точка плавления нанокластеров смещается на величину более 100 К. Такой эффект обусловлен более плавным изменением удельной потенциальной энергии нанокластера в сравнении со случаем, когда устойчивая Ih конфигурация формируется при низких температурах. Полученные данные могут быть использованы при процессах создания нанокластеров серебра с требуемым внутренним строением. This article provides a comparative analysis of thermally induced structural transitions in silver nanoclusters with a change in their initial morphology. The study was executed by the molecular dynamics method using the modified TB-SMA (second moment approximation of tight-binding) tight binding potential. The number of atoms in nanoclusters corresponds to the icosahedral structure «magic» numbers. It is shown that for nanoclusters with the initial FCC configuration, the Ih modification is formed either at the stage of preliminary thermal relaxation or during further heating. For nanoclusters with an initial amorphous morphology, the nature of structural transitions undergoes significant changes. For example, the formed Ih modification is more stable at high temperatures and the melting point of nanoclusters shifts by more than 100 K. This effect is due to a smoother change in the specific potential energy of the nanocluster in comparison with the case when a stable Ih configuration is formed at low temperatures. The data obtained can be used in processes to create silver nanoclusters with the required internal structure.

scholarly journals Оценка влияния икосаэдрических "магических" чисел на термическую стабильность малых нанокластеров серебра

2022 ◽  
Vol 64 (3) ◽  
pp. 313
Author(s):  
Д.А. Рыжкова ◽  
С.Л. Гафнер ◽  
Ю.Я. Гафнер
Keyword(s):  
Tight Binding ◽  
Thermal Relaxation ◽  
Silver Nanoclusters ◽  
Binding Potential ◽  
Magic Numbers ◽  
Structural Transitions ◽  
Icosahedral Structure ◽  
Thermally Induced ◽  
Fcc Phase ◽  
Dynamics Method

A comparative analysis of thermally induced structural transitions in silver nanoclusters, the number of atoms of which corresponded to the “magic” numbers of the icosahedral (Ih) structure with variation of their initial morphology, was carried out by the molecular dynamics method using the modified tight-binding potential TB-SMA. It is shown that, in the case of the initial fcc phase, the formation of the Ih modification, depending on the particle size, occurred either at the stage of preliminary thermal relaxation or during further heating. At the initial amorphous morphology, the nature of the structural transitions underwent significant changes. Thus, even in the case of Ag55 clusters, the icosahedral structure was formed only in 50-60% of the experiments performed. Based on the data obtained, it was concluded that to create a stable Ih structure, it is necessary to use the thermal cycling procedure.

scholarly journals Magnetic and vibrational properties of small chromium clusters on the Cu(111) surface

2021 ◽  
Author(s):  
S. D. Borisova ◽  
S. V. Eremeev ◽  
G. G. Rusina ◽  
E. V. Chulkov
Keyword(s):  
Magnetic Properties ◽  
Tight Binding ◽  
Interatomic Interaction ◽  
Vibrational Properties ◽  
Dft Theory ◽  
Interaction Potentials ◽  
Second Moment ◽  
Moment Approximation

The structure and magnetic properties of small Cr clusters adsorbed on the Cu(111) surface have been investigated using DFT theory and their vibrational properties have been calculated using tight-binding second moment approximation interatomic interaction potentials.

A new many-body potential with the second-moment approximation of tight-binding scheme for Hafnium

2013 ◽  
Vol 56 (11) ◽  
pp. 2071-2080
Author(s):  
DeYe Lin ◽  
Yi Wang ◽  
ShunLi Shang ◽  
ZhaoPing Lu ◽  
ZiKui Liu ◽  
...  
Keyword(s):  
Tight Binding ◽  
Many Body ◽  
Second Moment ◽  
Moment Approximation ◽  
Body Potential
Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document