محاسبه انرژی سطح وابسته به اندازه نانوصفحات فلزی با روش دینامیک مولکولی

پژوهش حاضر به بررسی انرژی سطح نانوصفحات فلزی به عنوان اساسی ترین مفهوم ترمودینامیکی نانوساختارها با استفاده از یکی از کارآمدترین ابزارهای محاسباتی موجود در حوزه علوم نانو یعنی شبیه سازی دینامیک مولکولی پرداخته است. هرگاه خواص فیزیکی و شیمیایی نانوساختارها مورد بحث قرار می گیرد، انرژی سطح یکی از پارامترهای کلیدی است. این پارامتر در مقیاس نانو از اهمیت زیادی برخوردار است، چراکه در این مقیاس نسبت سطح به حجم بسیار بزرگ بوده و در نتیجه خواص نانوساختارها به طور قابل توجهی متفاوت با مقیاس مهندسی است. در پژوهش حاضر، انرژی سطح نانوصفحات فلزی طلا و نقره با شبیه سازی های دینامیک مولکولی بررسی شده و وابستگی آن به اندازه نشان داده شده است. بدین منظور انرژی سطح نانوصفحات فلزی با ضخامت های مختلف محاسبه گردید و نشان داده شد که برای نانوصفحات فلزی بسیار نازک با ضخامت های به اندازه کافی کوچک در محدوده چند نانومتر، انرژی سطح به ضخامت نانوصفحه وابسته بوده و با کاهش ضخامت نانوصفحه، انرژی سطح کاهش می یابد. با بررسی چگالی انرژی آزاد اضافی ناشی از اثرات سطح در لایه های مختلف در نانوصفحات بسیار نازک مشخص شد که این وابستگی به اندازه ناشی از کاهش این انرژی اضافی در لایه های سطحی و افزایش آن در لایه های درونی است که در کل باعث کاهش انرژی سطح نانوصفحه می شود.

کلیدواژه ها:

Surface energy ، Excess Energy ، Metallic Nanoplates ، Molecular Dynamics ، انرژی سطح ، انرژی اضافی ، نانوصفحات فلزی ، دینامیک مولکولی