Вісник Львівського університету. Серія фізична 57 (2020) с. 3-14
DOI: https://doi.org/10.30970/vph.57.2020.3

Механічні властивості біметалевих нанодротів: дослідження методами комп'ютерного моделювання

Б. Наталіч, Д. Захарова, У. Швець, В. Борисюк

Проведено моделювання трьох зразків біметалевих нанодротів зі структурою ядро-оболонка під дією деформації розтягування і стискання методами класичної молекулярної динаміки. Розрахунки взаємодії між атомами в досліджуваних зразках були виконані з використанням моделі зануреного атому. Для вивчення механічних властивостей нанодротів були застосовані числові процедури деформації розтягування та стискання, під час яких отримані криві навантаження. Механічні напруження в зразках обчислені за допомогою теореми віріалу. Були розраховані модулі пружності для всіх досліджуваних нанодротів за розтягування та стискання.

Текст статті (pdf)


Список посилань
  1. Elastic Properties of Freely Suspended MoS2 Nanosheets. / A. Castellanos-Gomez, M. Poot, G. A. Steele [et al.] // Adv. Mater. -- 2012. -- Vol. 24. -- P. 772-775. doi: https://doi.org/10.1002/adma.201103965.
  2. Measurement of the elastic properties and intrinsic strength of monolayer graphene / C. Lee, X. D. Wei, J. W. Kysar, J. Hone // Science. -- 2008. -- Vol. 321. -- P. 385-388. doi: https://doi.org/10.1126/science.1157996.
  3. Dynamic mechanical behavior of multilayer graphene via supersonic projectile penetration / J. H. Lee, P. E. Loya, J. Lou, E. L. Thomas // Science. -- 2014. -- Vol. 346. -- P. 1092-1096. doi: https://doi.org/10.1126/science.1258544.
  4. Navrotsky A. Energetics at the nanoscale: Impacts for geochemistry, the environment, and materials / A Navrotsky // MRS Bull. -- 2016. -- Vol. 41. -- P. 139-145. doi: https://doi.org/10.1557/mrs.2015.336.
  5. Chaudhuri R. Gh. Core/shell nanoparticles: classes, properties, synthesis mechanisms, characterization, and applications / R. Gh. Chaudhuri, S. Paria // Chem. Rev. -- 2012. -- Vol. 112. -- P. 2373-2433. doi: https://doi.org/10.1021/cr100449n.
  6. Surface Composition and Catalytic Evolution of AuxPd1-x (x = 0.25, 0.50 and 0.75) Nanoparticles Under CO/O2 Reaction in Torr Pressure Regime and at 200 °C. / S. Alayoglu, F. Tao, V. Altoe [et al.] // Catal. Lett. -- 2011. -- Vol. 141. -- P. 633-640. doi: https://doi.org/10.1007/s10562-011-0565-7.
  7. Selective Hydrogen Production from Formic Acid Decomposition on Pd-Au Bimetallic Surfaces / W.-Y. Yu, G. M. Mullen, D. W. Flaherty, C. B. Mullins // J. Am. Chem. Soc. -- 2014. -- Vol. 136. -- P. 11070-11078. doi: https://doi.org/10.1021/ja505192v.
  8. Two-Stage Melting of Au--Pd Nanoparticles / S. J. Mejia-Rosales, C. Fernandez-Navarro, E. Perez-Tijerina [et al.] // J. Phys. Chem. B. -- 2006. -- Vol. 110. -- P. 12884-12889. doi: https://doi.org/10.1021/jp0614704.
  9. Crystal Structures and Growth Mechanisms of Au@Ag Core-Shell Nanoparticles Prepared by the Microwave-Polyol Method // M. Tsuji, N. Miyamae, S. Lim [et al.] / Crys. Growth Des. -- 2006. -- Vol. 6. -- P. 1801-1807. doi: https://doi.org/10.1021/cg060103e.
  10. Park H. S. Modeling inelasticity and failure in gold nanowires / H. S. Park, J. A. Zimmerman // Phys. Rev. B. -- 2005. -- Vol. 72. -- P. 054106. doi: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.72.054106.
  11. Lieber Ch. M. Nanoscale science and technology: building a big future from small things / Ch. M. Lieber // MRS Bull. -- 2003. -- Vol. 28. -- P. 486-491. doi: https://doi.org/10.1557/mrs2003.144.
  12. Kovtyukhova N. I. Nanowires as building blocks for self-assembling logic and memory circuits / N. I. Kovtyukhova, T. E. Mallouk // Chemistry. -- 2002. -- Vol. 8. -- P. 4355-4363. doi: https://doi.org/10.1002/1521-3765(20021004)8:19\%3C4354::AID-CHEM4354\%3E3.0.CO;2-1. %12
  13. Atomic scale structure of sputtered metal multilayers / X. W. Zhou, H. N. G. Wadley, R. A. Johnson [et al.] // Acta Mater. -- 2001. -- Vol. 49. -- P. 4005-4015. doi: https://doi.org/10.1016/S1359-6454(01)00287-7.
  14. Growth of giant magnetoresistance multilayers: Effects of processing conditions during radio-frequency diode deposition / W. Zou, H. N. G. Wadley, X. W. Zhou [et al.] // J. Vac. Sci. Tech., A. -- 2001. -- Vol. 19. -- P. 2414-2424. doi: https://doi.org/10.1116/1.1387051.
  15. Antibacterial metal-fiber hybrid with covalent assembly of silver and palladium nanoparticles on cellulose fibers / S. Y. Park, S.-Ye. Ryu, S.-Ye. Kwak // International Conference on Biology, Environment and Chemistry IPCBEE (IACSIT Press, Singapore) -- 2011. -- Vol. 1. -- P. 183-186.
  16. Synthesis of biogenic Ag@Pd core-shell nanoparticles having anti-- cancer/anti-- microbial functions / W. I. Abdel-Fattaha, M. M. Eid, Sh. I. Abd El-Moez [et al.] // Materials Research Express. -- 2017. -- Vol. 183. -- P. 28-36. doi: https://doi.org/10.1016/j.lfs.2017.06.017 .
  17. Core-shell Au@Pd nanoparticles with enhanced catalytic activity for oxygen reduction reaction via core-shell Au@Ag/Pd constructions / D. Chen, Ch. Li, H. Liu [et al.] // Sci. Rep. -- 2015. -- Vol. 5. -- P. 11949. doi: https://doi.org/10.1038/srep11949.
  18. Preparation and characterization of Ag--Pd bimetallic nano-catalysts in thermosensitive microgel nano-reactor // T. Zhang, L. Li, Zh. Ye [et al.] / RSC Adv. -- 2018. -- Vol. 8. -- P. 18252-18259. doi: https://doi.org/10.1039/C8RA02563K.
  19. Tsai D. H. The virial theorem and stress calculation in molecular dynamics / D. H. Tsai // J. Chem. Phys. -- 1979. -- Vol. 70. -- P. 1375-1382. doi: https://doi.org/10.1063/1.437577.
  20. Molecular Dynamics with Coupling to an External Bath / H. J. C. Berendsen, J. P. M. Postma, W. F. van Gunsteren // J. Chem. Phys. -- 1984. -- Vol. 81. -- P. 3684-3690. doi: https://doi.org/10.1063/1.448118.
  21. Plimpton S. Fast Parallel Algorithms for Short-Range Molecular Dynamics / S. Plimpton // J. Comp. Phys. -- 1995. -- Vol. 117. -- P. 1-19. doi: https://doi.org/10.1006/jcph.1995.1039.
  22. URL: https://www.webelements.com.