Динамика поверхности наночастиц в диффузионных режимах их трансформации, разработка методов управляемого синтеза и регулирования процессов самоорганизации нанообъектов

Разработаны методы управления морфологией нанообъектов при их поверхностном выращивания методом адсорбции атомов, одновременно сопровождающейся реструктуризацией поверхности. Балансирование на грани возникновения неустойчивостей роста позволяет синтезировать наночастицы с различными геометрическими формами при одной и той же кристаллической решетке нанокристалла. Главные факторы управляемого синтеза – температура системы, концентрация свободных атомов, из которых формируется нанострутура, и среда, в которой осуществляется транспорт вещества между соседними нанообъектами. Исследована динамика морфологии нанообъектов при топологических реакциях в процессе спекания, являющимся основой для формирования проводящих дорожек микроэлектронных модулей.

Среди главных результатов: методика выращивания развитых структур на основе платины с высокой долей общей поверхности с ориентацией граней (111), которые имеют повышенную каталитическую активность; теоретическое обеспечение методов оптимизации процесса спекания систем наночастиц металлов на основе исследования особенностей транспорта свободных атомов в приповерхностном слое, оптимальные режимы спекания с образованием единого проводящего слоя с максимальной электрической проводимостью и механической прочностью.

Развит новый метод неадиабатической молекулярной динамики для случая, когда движение ядер многочастичной системы существенно влияет на состояние электронов и реализуются неадиабатические динамические явления. Предложен полуклассический метод, в котором ядра представлены как волновые пакеты, которые движутся в соответствии с классическими уравнений, но в процессе случайных переходов между различными энергетическими поверхностями накапливают фазовые характеристики. Принципиальное преимущество такого метода в том, что после серии реализаций случайных "траекторий" всей системы (несколько десятков тысяч) можно реконструировать ее волновую функцию и точно определить свойства системы даже в случае выраженных интерференционных эффектов, что недостижимо для известных методов. Решены задачи усовершенствования развитого метода.