INFLUENCE OF THE SIZE EFFECT ON THE REGULARITIES OF THE STRUCTURE FORMATION IN BIMETALLIC Au-Co NANOPARTICLES

Abstract

В данной работе методом молекулярной динамики с использованием потенциала сильной связи исследовались биметаллические наночастицы Au - Co трёх стехиометрических составов различного размера. Установлены закономерности структурообразования, описаны их характерные особенности. В частности, в составах с 50ат.% и 75ат.% содержанием Au образуются множественные малые ядра локальной икосаэдрической симметрии. Только в составе Co -25ат.% Au с увеличением размера частиц преобладают кристаллические фазы. Выявлены составы, в которых внутренняя симметрия наночастицы определена наличием одного икосаэдра, либо сверхструктуры из нескольких икосаэдров. Рассчитаны концентрационные зависимости энергии смешения биметаллической наночастицы Au - Co. Показано, что в определённом диапазоне размеров существуют концентрационные составы, при которых биметаллический наносплав может проявлять нестабильность. С использованием калорических кривых потенциальной части внутренней энергии определены температуры кристаллизации. Установлено, что температура кристаллизации демонстрирует умеренный, либо существенный, в зависимости от состава, рост с увеличением размера биметаллических наночастиц Au - Co. This work studied bimetallic Au - Co nanoparticles of three stoichiometric compositions of various sizes by the molecular dynamics method using the tight-binding potential. The regularities of structure formation are established, their characteristic features are described. In particular, in compositions with 50at% and 75at% Au content, multiple small nuclei of local icosahedral symmetry are formed. Crystalline phases prevail only in the Co - 25 at% Au composition with an increase in the particle size. Compositions are revealed in which the internal symmetry of a nanoparticle is determined by the presence of one icosahedron or a superstructure of several icosahedrons. The concentration dependences of the mixing energy of a bimetallic Au - Co nanoparticle are calculated. It is shown that there are concentrations of compositions at which bimetallic nanoalloys can exhibit instability in a certain size range. Crystallization temperatures were determined using the caloric curves of the potential part of the internal energy. It was found that the crystallization temperature demonstrates a moderate or significant, depending on the composition as well as growth with an increase in the size of bimetallic Au - Co nanoparticles.