КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НУКЛЕАЦИИ ПАРОВ ВОДЫ НА ЗАРЯЖЕННЫХ НАНОЧАСТИЦАХ
Шевкунов С.В.

Received: January 30, 2009

PACS: 64.60.an, 64.60.De, 64.60.qe

DJVU (1066.4K)

PDF (4.6M)

Методом Монте-Карло изучено образование из паров воды зародышей конденсированной фазы на нанокристаллах йодистого серебра, несущих электрический заряд. Работа является продолжением исследований, выполненных ранее [1] для электронейтральных центров нуклеации. Изучен диапазон размеров наночастиц до 4 нм, а также плоские наночастицы размером до 10 нм. Методом биканонического статистического ансамбля при температуре 260 K на атомарном уровне рассчитаны свободная энергия, энтропия и работа образования зародышей размерами до 6729 молекул. Исследована термодинамическая устойчивость зародышей в зависимости от размера, формы и заряда нанокристаллических центров нуклеации, а также от наличия кристаллических дефектов и степени пространственной локализации заряда на поверхности наночастиц. Избыточный заряд существенно влияет на величину работы образования зародыша только в случае его сильной пространственной локализации около точечного кристаллического дефекта, однако это влияние ограничено относительно малыми размерами зародышей и поэтому не в состоянии заметно повысить льдообразующую активность наночастиц. Растущий на поверхности наночастицы зародыш проходит три стадии, различающиеся механизмом удержания молекул и термодинамической устойчивостью. Заряд наночастицы слабо влияет на эти закономерности. Ведущим фактором, определяющим льдообразующую активность ионных нанокристаллов, является их собственное электрическое поле, обусловленное неравномерным распределением заряда в пределах элементарной кристаллической ячейки.