RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 4, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2013

 / 

Октябрь

←  →

Обзоры актуальных проблем


Моделирование конфигурационных переходов в атомных системах

 а,  б
а Department of Chemistry, University of Chicago, 5735 South Ellis Ave., Chicago, Illinois, 60637, USA
б Объединенный институт высоких температур РАН, ул. Ижорская 13/19, Москва, 127412, Российская Федерация

Конфигурационные переходы в атомных системах, т.е. переходы с изменением геометрической конфигурации ядер, включают в себя химические реакции, переходы между агрегатными состояниями атомной системы (фазовые переходы) и нанокаталитические процессы. Дан анализ конфигурационных переходов с точки зрения поведения поверхности потенциальной энергии (ППЭ) атомной системы, так что конфигурационный переход представляется как переход между локальными минимумами ППЭ. Показано, что для анализа сложных атомных систем в принципе подходит теория функционала плотности (DFT), однако, будучи основанной на современных пакетах компьютерных программ, DFT не может использоваться даже для более простых систем, таких как тяжёлые атомы или металлические кластеры. Статическое определение энергетических параметров не позволяет надёжно анализировать динамику рассматриваемых переходов. В частности, энергия активации химического процесса заметно отличается от высоты барьера, разделяющего пространственные конфигурации, относящиеся к начальному и конечному состояниям перехода. Например, расчёт на основе статических моделей, включающих DFT, даёт температуру плавления кластеров с парным взаимодействием атомов вдвое бóльшую по сравнению с температурой, полученной на основе динамических моделей с учётом теплового движения атомов. Поэтому оптимальное описание конфигурационных переходов в сложной атомной системе может быть основано на объединении DFT для определения ППЭ этой системы с методом молекулярной динамики для учёта теплового движения атомов в этой системе.

Текст pdf (1,1 Мб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.0183.201310b.1029
PACS: 36.40.−c, 36.40.Ei, 64.70.D−, 71.15.Mb, 81.16.Hc, 82.30.−b (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0183.201310b.1029
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2013/10/b/
000329313100002
2013PhyU...56..973B
Цитата: Берри Р С, Смирнов Б М "Моделирование конфигурационных переходов в атомных системах" УФН 183 1029–1057 (2013)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 21 января 2013, доработана: 6 апреля 2013, 16 апреля 2013

English citation: Berry R S, Smirnov B M “Modeling of configurational transitions in atomic systems” Phys. Usp. 56 973–998 (2013); DOI: 10.3367/UFNe.0183.201310b.1029

Список литературы (309) Статьи, ссылающиеся на эту (6) Похожие статьи (20) ↓

  1. Р.С. Берри, Б.М. Смирнов «Фазовые переходы в кластерах различных типов» 179 147–177 (2009)
  2. Б.М. Смирнов «Металлические наноструктуры: от кластеров к нанокатализу и сенсорам» 187 1329–1364 (2017)
  3. Р.С. Берри, Б.М. Смирнов «Фазовые переходы и сопутствующие явления в простых системах связанных атомов» 175 367–411 (2005)
  4. Г.Н. Макаров «Экспериментальные методы определения температуры и теплоты плавления кластеров и наночастиц» 180 185–207 (2010)
  5. Г.Н. Макаров «Кинетические методы определения температуры кластеров и наночастиц в молекулярных пучках» 181 365–387 (2011)
  6. Б.М. Смирнов «Процессы с участием кластеров и малых частиц в буферном газе» 181 713–745 (2011)
  7. Б.М. Смирнов «Плавление кластеров с парным взаимодействием атомов» 164 1165–1185 (1994)
  8. Б.М. Смирнов «Скейлинг в атомной и молекулярной физике» 171 1291–1315 (2001)
  9. Г.Н. Макаров «Кластерная температура. Методы ее измерения и стабилизации» 178 337–376 (2008)
  10. Б.М. Смирнов «Кластеры с плотной упаковкой и заполненными оболочками» 163 (10) 29–56 (1993)
  11. Д.К. Белащенко «Компьютерное моделирование жидких металлов» 183 1281–1322 (2013)
  12. Д.К. Белащенко «Имеет ли модель погружённого атома предсказательную силу?» 190 1233–1260 (2020)
  13. Е.В. Холопов «Проблемы сходимости кулоновских и мультипольных сумм в кристаллах» 174 1033–1060 (2004)
  14. Г.Н. Макаров «Лазерная ИК-фрагментация молекулярных кластеров: роль каналов ввода и релаксации энергии, влияние окружения, динамика фрагментации» 187 241–276 (2017)
  15. Г.Н. Макаров «Применение лазеров в нанотехнологии: получение наночастиц и наноструктур методами лазерной абляции и лазерной нанолитографии» 183 673–718 (2013)
  16. В.Н. Рыжов, Е.Е. Тареева и др. «Переход Березинского—Костерлица—Таулеса и двумерное плавление» 187 921–951 (2017)
  17. В.Н. Рыжов, Е.Е. Тареева и др. «Сложные фазовые диаграммы систем с изотропными потенциалами: результаты компьютерного моделирования» 190 449–473 (2020)
  18. Б.М. Смирнов «Процессы в расширяющемся и конденсирующемся газе» 164 665–703 (1994)
  19. Г.Н. Макаров «Низкоэнергетические методы молекулярного лазерного разделения изотопов» 185 717–751 (2015)
  20. Н.Д. Кондратюк, В.В. Писарев «Теоретические и вычислительные подходы к предсказанию вязкости жидкостей» 193 437–461 (2023)

Список формируется автоматически.
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение