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

Abstract

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.