SIMULATION OF THE SYNTHESIS PROCESS Cu-Au NANOPARTICLES FROM A GAS MEDIUM: GENERAL ANALYSIS

Abstract

Методом молекулярной динамики проведена имитация процесса синтеза из высокотемпературной газовой фазы нанокластеров целевого состава CuAu. В качестве начальной конфигурации были использованы 91124 атомов Cu и Au, расположенных хаотично в пространстве со средним расстоянием между ними в 30 Боровских радиусов. Набор параметров был выбран таким образом, чтобы имитировать условия конденсации в среде инертного газа (IGC - inert gas condensation). На основе полученных данных сделаны выводы об основных этапах эволюции модельной системы при охлаждении со скоростью отвода термической энергии 10 К/с. Показано, что начальная стадия синтеза состоит из пяти различных этапов, постепенно приводящих к формированию первичных сферических наночастиц бинарного сплава CuAu. На конечном этапе происходит завершающая трансформация формирующихся первичных наночастиц, заключающаяся в практически полном исчезновении исходной атомной атмосферы с образованием сферичных бинарных наночастиц, характерной особенностью которых является вытеснение атомов золота на поверхность. The process of synthesis of CuAu nanoclusters from a high-temperature gas phase was simulated. The molecular dynamics method was used. 91124 Cu and Au atoms were used as the initial configuration. The atoms were arranged randomly in space, the average distance between them was 30 Bohr radii. The set of parameters was chosen in such a way as to simulate the conditions of the inert gas condensation. This system was cooled with a thermal energy removal rate of 10 K/s. Based on the data obtained, conclusions were drawn about the main stages of the evolution of the model system. It is shown that the initial stage of synthesis consists of five different stages, which gradually lead to the formation of primary spherical nanoparticles of the CuAu binary alloy. At the final stage, the eventual transformation of the formed primary nanoparticles takes place. The initial atomic atmosphere almost completely disappears and spherical binary nanoparticles are formed, a characteristic feature of which is the displacement of gold atoms to the surface.