Диаграммы основных состояний для адсорбции на нанокластерах при учете взаимодействия неближайших соседей

В.Н. Удодов, В.М. Базуев, А.Н. Таскин

Аннотация


В связи c бурным развитием нанотехнологий и микроэлектроники много внимания уделяется изучению различных адсорбционных процессов. Как правило, адсорбция наблюдается на поверхности кристалла или жидкости, но иногда имеет место и одномерная адсорбция. В частности, особый интерес вызывает вопрос о распределении фаз при адсорбции на атомных цепочках. В статье рассматривается адсорбция атомов одного сорта на цепочке конечного размера при температуре абсолютного нуля в рамках обобщенной модели Изинга с учетом взаимодействия первых и вторых соседей и внешнего поля. В качестве граничных условий выбраны «оборванные концы», что позволяет моделировать процессы на реальной цепочке со свободными концами. Построены диаграммы основных состояний — диаграммы стабильности фаз в координатной плоскости энергетических параметров при температуре абсолютного нуля: по вертикали откладывается энергия взаимодействия ближайших или вторых соседей; по горизонтали — внешнее поле. Расчет диаграмм основных состояний позволяет определить возможные адсорбционные превращения и новые фазы при достаточно низких температурах, а также построить изотерму одномерной адсорбции. Некоторые из рассмотренных фаз уже обнаружены экспериментально.

DOI 10.14258/izvasu(2018)4-08


Ключевые слова


адсорбция; диаграммы основных состояний; фазовые переходы; одномерная модель Изинга

Полный текст:

PDF

Литература


Полторак О.М. Термодинамика в физической химии. — М., 1991.

Бонч-Бруевич А.М., Вартанян Т.А., Максимов Ю.Н. и др. Адсорбция атомов цезия на структурных дефектах поверхности сапфира. — ЖЭТФ. — 1997. — Т. 112, вып. 1 (7).

Удодов В.Н., Потекаев А.И., Попов А.А. и др. Моделирование фазовых превращений в низкоразмерных дефектных наноструктурах. — Абакан, 2008.

Рябищенкова А.Г., Отроков М.М., Кузнецов В.М., Чулков Е.В. Адсорбция, диффузия и интеркаляция атомов щелочных металлов на поверхности (0001) топологического изолятора Bi2Se3: исследование ab initio. — ЖЭТФ. — 2015. — Т. 148, вып. 3 (9). DOI: 10.1134/S1063776115090186

Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Статистическая физика. Ч. 1. — М., 1976.

Попов А.А., Удодов В.Н., Потекаев А.И. Влияние размеров модели, дальнего и многочастичного взаимодействия на диаграммы основных состояний для систем с политипными переходами // Известия вузов. Физика. — 1998. — Т. 41, № 6.

Gosalvez M.A., Otrokov M.M., Ferrando N., Ryabishchenkova A.G., Ayuela A., Echenique P.M., Chulkov E.V. Low-coverage surface diffusion in complex periodic energy landscapes: analytical solution for system with symmetric hops and application to intercalation in topological insulators. Physical Review B. — 2016. — Vol. 93, is. 7. DOI: 10.1103 PhysRevB93 075429.

Молодкина Е.Б., Данилов А.И., Фелью Х.М. Адсорбция меди на Pt (100) и ступенчатых гранях Pt (610), Pt (410) монокристаллических платиновых электродов // Электрохимия. — 2016. — Т. 52, № 9. DOI: 10.7868/ S0424857015110110.

Fefelov V.F., Stishenko, P.V., Kutanov V.M., Myshlyavtsev A.V, Myshlyavtseva M.D. Monte Carlo study of adsorption of additive gas mixture // Adsorption. — 2016. — V. 22. Issue: 4-6. DOI: 10.1007/s10450-015-9753-x.

Смирнов Б.М. Металлические наноструктуры: от кластеров к нанокатализу и сенсорам. УФН. — 2017. — Т. 187, № 12. DOI: 10.3367/UFNr.2017.02.038073.

Дзюба Ж.В., Удодов В.Н. Выполнение гипотез динамического и статического скейлинга для изинговского наномагнетика // Известия АлтГУ — 2017. — № 4 (96). DOI: 10.14258/izvasu(2017)4-04

Otrokov M.M., Ernst A., Mohseni K., Fulara H. et al. Geometric and electronic structure of the Cs-doped Bi2Se3 (0001) surface. Phys. Rev. B. — 2017. — Vol. 95, is. 20. DOI: 10.1103/PhysRevB.95.205429

Рехвиашвили С.Ш., Мурга З.В. Адсорбция водорода на фрактальной поверхности. Конденсированные среды и межфазные границы. — 2017. — Т. 19, № 4.

Музыченко Д.А., Орешкин А.И., Орешкин С.И. и др. Особенности роста поверхностных структур, вызванных адсорбцией Ge на поверхности Au(lll) // Письма в ЖЭТФ. — 2017. — Т. 106, вып. 4. DOI: 10.7868/ S0370274X17160032.




DOI: http://dx.doi.org/10.14258/izvasu%25x

Метрики статей

Загрузка метрик ...

Metrics powered by PLOS ALM

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2018 В.Н. Удодов, В.М. Базуев, А.Н. Таскин

Архив журнала с 1996 по 2016 гг. расположен на старой версии сайта по адресу: http://izvestia.asu.ru/ru/

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

ISSN 1561-9443; ISSN (Online) 1561-9451