|
پژوهشگران چینی و آمریکایی با انجام محاسبات پیچیده کامپیوتری به بررسی مکانیسم‌های
مختلف مهاجرت اتمهای تنگستن پرداختند. نتایج این محاسبات نشان داد که خوشه‌ها
اتمی ترجیح می‌دهند به‌هم فشرده شده و جزایری را تشکیل دهند. از آنجایی که نانوذرات
و نانوخوشه‌های تنگستن کاربردها زیادی دارد، نتایج این تحقیق می‌تواند برای
دانشمندان مفید باشد.
محققان آزمایشگاه ملی نورث وست پاسیفیک امریکا معتقدند که مهاجرت اتمهای سه گانه
تنگستن تحت تاثیر شکل این ذرات است. آنها که با همتایان چینی خود روی این موضوع کار
می‌کنند، شبیه سازی‌های پیچیده‌ای را انجام دادند. نتایج کار انها نشان داد که ۳ یا
۴ جفت اتم، یا خوشه اتمی، ترجیح می‌دهند به‌هم فشرده شده و جزایری را تشکیل دهند.
جهت‌گیری مجدد مکانیسم غالب مهاجرت در دیمرها است در حالی که در خوشه‌های بزرگ،
هنگام مهاجرت شکسته شدن دیمرها اتفاق می‌افتد.
چرا این موضوع مهم است: تقاضا برای کوچک کردن ادوات الکترونیکی موجب شده است تا
نیاز فزاینده برای درک عمیق‌تر مواد نانوساختار بوجود آید. در این میان فلز تنگستن
دارای خواص منحصر به‌فردی است: دانسیته بالا، سختی بالا، نقطه ذوب بالا، هدایت و
الاستیسیته بالا. این خواص موجب شده است تا از ذرات بسیار کوچک تنگستن بتوان در
ذخیره‌سازی اطلاعات استفاده کرد.
روش‌ها: با استفاده از ابرکامپیوترها در آزمایشگاه علوم مولکولی زیست محیطی، محققان
به بررسی و محاسبه حالت‌های انتقال و مسیرهای مهاجرت در خوشه‌های تنگستن پرداختند.
آنها در این تحقیق روی خوشه‌هایی از نانوذرات تنگستن و انرژی مورد نیاز برای مهاجرت
این خوشه‌ها در مسیرهای مختلف تحقیق کردند.
خوشه‌های تنگستن با چهار جفت اتم، ترجیح می‌دهند به‌صورت ساختارهای دو بعدی متراکم
در آیند به شکلی که انرژی پیوندی آنها بسیار کم باشد. این تیم تحققاتی در این پروژه
دریافتند که تاثیر محل تماس و محل‌های گردابی روی رفتار خوشه‌ها در مقایسه با
نانوذرات بسیار زیاد است.
زمانی که خوشه‌ها در مرکز نانوذرات و نزدیک محل تماس یا محل‌های گردابی قرار گیرند،
مکانیسم مهاجرت کاملا متفاوت خواهد بود. در نزدیکی محل‌های گردابی و محل‌های تماس،
اتمهای زیرلایه مایل به مهاجرت به‌صورت خوشه‌ای هستند. این اتم‌ها به جفت اتم‌ها
پیوسته و خوشه‌هایی بزرگ را تشکیل می‌دهند. البته این اتم‌ها ممکن است از طریق
مکانیسم تبادل، موجب جدا شدن خوشه‌ها شوند.
سدهای انرژی محاسبه شده برای اتم‌ها سه‌تایی نشان می‌دهد که احتمال مهاجرت هماهنگ
در این حالت محتمل‌تر از جهش تکی آنها در خوشه‌ها است.
گام بعدی: محققان تصمیم دارند تا از روش محاسباتی چند مقیاسی استفاده کنند تا
تغییرات ساختاری را در این خوشه‌ها مطالعه کنند.
نتایج این تحقیق در European Physical Journal B به چاپ رسیده است. همچنین مقاله
مروری نیز همراه این مقاله تحت عنوان Tungsten Clusters Migration on
Nanoparticles: A Dimer Method Study به چاپ رسیده است.
|
