To the Problem of Investigating the Processes of Structure Formation in Four-Component Nanoparticles

Abstract

Исследованы различные типы конфигураций четырехкомпонентной наносистемы Au-Cu-PD-PT, включая сложные структуры ядро-оболочка. В качестве метода моделирования использовался метод Монте-Карло, межатомное взаимодействие описывалось потенциалом сильной связи - потенциалом Гупты. По результатам серий компьютерных экспериментов было установлено, что четырехкомпонентные наночастицы в данной системе не имеют склонности к формированию структуры ядро-оболочка, даже при том, что атомы золота имеют повышенную сегрегацию к поверхности. Определены температуры плавления для исследуемых наносплавов. Полученные значения находятся в диапазоне от 1100 K до 1250 K и слабо зависят от композиции наночастиц (соотношения числа атомов). Обнаружен стехиометрический состав на основе этих металлов, для которого в процессе охлаждения формируется кристаллическая ГЦК структура с включениями ГПУ фазы. Однако отличительных особенностей в характере сегрегации для данного стехиометрического состава не установлено. Все рассмотренные составы в исследуемом температурном диапазоне были стабильны по отношению к распаду. Various types of configurations of the Au-Cu-Pd-Pt four-component nanosystem, including complex core-shell structures, have been studied. The Monte Carlo method was used as a simulation method, the interatomic interaction was described by the tight-binding potential, i.e. the Gupta potential. According to the results of a series of computer experiments, it was found that four-component nanoparticles of this system do not tend to form a core-shell structure, even though gold atoms have an increased surface segregation. The melting temperatures for the nanosystems under study have been determined. The obtained values are in the range from 1100 K to 1250 K and weakly depend on the composition of nanoparticles (the ratio of the number of atoms). A stoichiometric composition based on these metals was found, for which, during cooling, an FCC crystal structure with inclusions of the HCP phase is formed. However, no distinctive features in the nature of segregation for this stoichiometric composition have been established. All considered stoichiometric compositions in the studied temperature range were stable with respect to decomposition.