金纳米颗粒的尺寸依赖性表面能
材料科学
2018-03-16 v4
摘要
受关于金纳米颗粒表面能尺寸依赖性文献报道常相互矛盾的启发，我们结合分子动力学和\textit{ab initio}计算进行了原子尺度研究。我们表明，对于金纳米立方体，其表面能收敛于体相晶体晶面的值。预测纳米球也能快速收敛到单一值的表面能。然而在这种情况下，表面能的值大于体相金晶体任何低指数晶面的值。这一事实可以通过表面的复杂结构来解释，即由于边缘和角原子存在大量断键。对于立方八面体形状的纳米物体也获得了类似的趋势。由于纳米颗粒的确切表面积是一个定义不明确的数量，我们引入了表面诱导超额能，并讨论了该量作为 (i) 构成纳米物体的原子数或 (ii) 纳米物体特征尺寸的函数。在情况 (i) 中，获得了独立于纳米颗粒形状的普适幂律行为。重要的是，我们表明如果考虑电子云扩展导致的表面积修正，表面的尺寸依赖性将大幅降低，这一现象对于小纳米颗粒尤为重要。
引用
@article{arxiv.1412.7195,
title = {Size-dependent surface energies of Au nanoparticles},
author = {D. Holec and P. Dumitraschkewitz and F. D. Fischer and D. Vollath},
journal= {arXiv preprint arXiv:1412.7195},
year = {2018}
}
备注
20 pages, 7 figures, 2 tables