Динаміка поверхні наночастинок в дифузійних режимах їх трансформації; розробка методів керованого синтезу та регулювання процесів самоорганізації нанооб'єктів

Розроблено методи керування морфологією нанооб’єктів у випадках їх поверхневого вирощування методом адсорбції атомів, що одночасно супроводжується реструктуризацію поверхні. Балансування на межі виникнення нестійкостей росту дозволяє синтезувати наночастинки з різними гранованими геометричними формами при одній і тій же кристалічній гратці нанокристалу. Головними факторами керованого синтезу є температура системи, концентрація вільних атомів, з яких формується нанострутура, та середовище, в якому здійснюється транспорт речовини між сусідніми нанооб’єктами. Досліджено динаміку морфології нанооб’єктів у випадку топологічних реакцій в процесі спікання, що є основою формування провідних доріжок мікроелектронних модулів.

Серед головних одержаних результатів: методика вирощування розвинутих структур на основі платини з високою часткою загальної поверхні з орієнтацією граней (111), які мають підвищену каталітичну активність; теоретичне забезпечення методів оптимізації процесу спікання систем наночастинок металів на основі досліджень особливостей транспорту вільних атомів в приповерхневому шарі, оптимальні режими спікання з утворенням єдиного провідного шару з максимальною електричною провідністю та механічною міцністю.

Розвинуто новий метод неадіабатичної молекулярної динаміки для випадку, коли рух ядер багаточастинкової системи суттєво впливає на стан системи електронів і реалізуються неадіабатичні динамічні явища. Запропоновано напівкласичний метод, в якому ядра представлені як хвильові пакети, які хоч і рухаються відповідно до класичних рівнянь, але в процесі випадкових переходів між різними енергетичними поверхнями накопичують фазові характеристики. Принципова перевага такого методу полягає в тому, що після серії реалізації випадкових “траєкторій” всієї системи (декілька десятків тисяч) можна реконструювати її хвильову функцію і точно визначити властивості системи навіть у випадку виражених інтерференційних ефектів, що є недосяжним для відомих методів. Вирішені задачі вдосконалення розвинутого методу.