nguphysСибирский физический журналSIBERIAN JOURNAL OF PHYSICS2541-9447Новосибирский государственный университет10.25205/2541-9447-2020-15-2-97-104nguphys-141Research ArticleФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА, ПОЛУПРОВОДНИКОВ, НАНОСТРУКТУРSOLID-STATE AND SEMICONDUCTOR PHYSICS, PHYSICS OF NANOSTRUCTURESРоль фононов в стабильности металлических наночастицThe Role of Phonons in Stability of Metallic NanoparticlesОрловВ. Л.OrlovV. A.

Орлов Владимир Леонидович, кандидат физико-математических наук 

Барнаул

 

 

Vladimir L. Orlov, Candidate of Science (Physics and Mathematics) 

Barnaul

ОрловА. В.OrlovA. V.

Орлов Алексей Владимирович, кандидат физико-математических наук 

Ханты-Мансийск

Aleksey V. Orlov, Candidate of Science (Physics and Mathematics), the docent

Khanty-Mansiysk

a_orlov@ugrasu.ruНезависимый исследовательРоссияIndependent ResearcherRussian FederationЮгорский государственный университетРоссияYugra State UniversityRussian Federation20201404202115297104Copyright © Орлов В.Л., Орлов А.В., 20212021Орлов В.Л., Орлов А.В.Orlov V.A., Orlov A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://nguphys.elpub.ru/jour/article/view/141

Предложена новая модель металлической наночастицы. Согласно модели наночастица представляет собой полую сферу. Существование нанополости внутри частицы связывается с особенностями поведения фононов. При нагревании частицы напряжения в ее стенках рассчитаны с учетом теории толстостенной оболочки. Показано, что при переходе к пластическому состоянию растягивающие напряжения на поверхности наночастицы оказываются достаточными для плавления. Обсуждается зависимость температуры плавления от размера наночастицы.

A novel model of a metallic nanoparticle is proposed. The model represents the nanoparticle as a hollow sphere. The existence of a nanohollow inside a particle is related to the behavior of phonons. The strain in the walls of a particle when it's heated is calculated utilizing the theory of a thick-walled shell. We show that in the transition to the elastic state, the expansion strains at the surface of a nanoparticle become sufficient for melting. The dependency of melting temperature on the size of a nanoparticle is discussed.

металлические наночастицыатомные колебанияфононыоболочкиmetallic nanoparticlesatomic oscillationsphononsshellsReferencesСуздалев И. П. Нанотехнология: физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов. М.: КомКнига, 2006. 592 с.Suzdalev I. P. Nanotechnology: physical chemistry of nanoclusters, nanostructures and nanomaterials. Moscow, Komkniga, 2006, 592 p. (in Russ.)Кобояси Н. Введение в нанотехнологию, 2-е изд. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2008. 134 с.Koboyasi N. Introduction to nanotechnology. 2nd ed. Moscow, Binom. Laboratory of knowledge, 2008, 134 p. (in Russ.)Пул Ч., Оуэнс Ф. Нанотехнологии. М.: Техносфера, 2005. 336 с.Poole Ch., Owens F. Nanotechnologies. Moscow, Technosphere, 2005, 336 p. (in Russ.)Гусев А. Н., Ремпель А. А. Нанокристаллические материалы. М.: Физматлит, 2000. 224 с.Gusev A. N., Rempel A. A. Nanocrystalline materials. Moscow, Fizmatlit, 2000, 224 p. (in Russ.)Андриевский Р. А. Учебное пособие для студентов высших учебных заведений. М.: Академия, 2005. 192 с.Andrievsky R. A. Textbook for students of higher educational institutions. Moscow, Academy Publ., 2005, 192 p. (in Russ.)Оура К. и др. Введение в физику поверхности /Ин-т автоматики и процессов управления ДВО РАН. М., 2006. 490 с.Oura K. et al. Introduction to surface physics: Institute of automation and control processes of UPR. Feb RAS. Moscow, 2006, 490 p. (in Russ.)Buffat Ph., Borel J. P. Size effect on the melting temperature of gold particles. Phys. Rev. A, 1976, vol. 13, no. 6, p. 2287–2298.Buffat Ph., Borel J. P. Size effect on the melting temperature of gold particles. Phys. Rev. A, 1976, vol. 13, no. 6, p. 2287–2298.Сдобняков Н. Ю. и др. О размерной зависимости температуры плавления наночастиц //Изв. РАН. Серия физическая. 2008. Т. 72, № 10. С. 1448–1450.Sdobnyakov N. Yu. et al. On the size dependence of the melting temperature of nanoparticles.Гладких Н. Т., Криштель А. П., Богатыренко С. Н. Температура плавления наночастиц и энергия образования вакансий в них //ЖТФ. 2010. Т. 80, вып. 11.Izvestiya RAS, Physical Series, 2008, vol. 72, no. 10, p. 1448–1450. (in Russ.)Власенко В. Г. и др. Определение температуры плавления частиц палладия методом рентгеновской спектроскопии поглощения //ФТТ. 2016. Т. 58, вып. 2.Gladkikh N. T., Krishtel A. P., Bogatyrenko S. N. Melting point of nanoparticles and the energy of formation of vacancies in them. Journal of Tech. Phys., 2010, vol. 80, iss. 11. (in Russ.)Уравнения и краевые задачи теории пластичности и ползучести: Справ. пособие /Г. С. Писаренко, Н. С. Можаровский. Киев: Наук. дум., 1981. 496 с.Vlasenko V. G. et al. Determination of the melting point of palladium particles by x-ray absorption spectroscopy. Phys. Tverd. Tela, 2016, vol. 58, iss. 2. (in Russ.)Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теория упругости. М.: Наука, 1987. 248 с.Equations and boundary value problems of the theory of plasticity and creep. Reference book. Comp. by G. S. Pisarenko, N. S. Mozharovsky. Kiev, Naukova Dumka Publ., 1981, 496 p. (in Russ.)Landau L. D., Lifshits E. M. Theory of elasticity. Moscow, Nauka, 1987, 248 p. (in Russ.)Landau L. D., Lifshits E. M. Theory of elasticity. Moscow, Nauka, 1987, 248 p. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.