Выбор Потенциала Межатомного Взаимодействия Для Моделирования Системы Титан-Углерод

Abstract

Анализ применимости межатомных потенциалов для решения задач различной направленности представляет большой интерес, поскольку именно межатомный потенциал определяет результат моделирования. В данной работе методом молекулярной динамики исследуется взаимодействие листа графена с наночастицей титана с использованием двух разных межатомных потенциалов – потенциала Морзе и потенциала Терсоффа. Следует отметить, что потенциал Терсоффа описывает все три вида взаимодействий в системе (С-С, С-Ti, Ti-Ti), а потенциал Морзе используется для описания взаимодействия С-Ti, а взаимодействие С-С описано потенциалом AIREBO.При этом рассматривается два набора параметров потенциала Морзе, по-разному воспроизводящих взаимодействие в системе. Разница в параметрах потенциалов возникает при их подгонке под решение определенных задач. Морфология рассмотренного материала выбрана исходя из задачи дальнейшего моделирования композитного материала на основе листов графена и наночастиц металла. Показано, что один из применяемых наборов параметров Морзе хорошо воспроизводит осаждение графена на металлическую подложку, однако не может воспроизводить взаимодействие графена и наночастицы. Анализ производится на основе вычисления энергии взаимодействия в системе и структурных состояний. Наилучшее отображение реального физического взаимодействия наночастицы титана и графена позволяет получить потенциал Терсоффа, однако второй набор параметров потенциала Морзе также может быть использован для проведения подобных расчетов. Взаимодействие наночастицы титана и графена является достаточно сильным и наночастица титана легко прикрепляется к чешуйке графена, после чего «обволакивается» чешуйкой графена.