Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2020. Т. 33. № 4. C. 166-187. ISSN 2079-6641

Содержание выпуска/Contents of this issue 

Научная статья

УДК 541.183

Применение межатомных потенциалов взаимодействия для моделирования наносистем

М.М. Бухурова, С.Ш. Рехвиашвили

Институт прикладной математики и автоматизации – филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Федеральный научный центр «Кабардино-Балкарский научный центр Российской академии наук», 360000, г. Нальчик, ул. Шортанова, 89А

E-mail: mareta.bukhurova@mail.ru, rsergo@mail.ru

В работе рассмотрены подходы к моделированию различных наносистем с использованием с модельных парных межатомных потенциалов. Рассмотрены случаи наночастиц, нанотрубок, молекул фуллерена и зондов атомно-силового микроскопа.

Ключевые слова: потенциал взаимодействия, моделирования наносистем, наночастицы, нанотрубки, молекула фуллерена, потенциала Леннарда-Джонса, потенциал Морзе, фрактальные структуры, взаимодействие зонда атомно-силового микроскопа.

DOI: 10.26117/2079-6641-2020-33-4-166-187

Поступила в редакцию: 16.11.2020

В окончательном варианте: 10.12.2020

Для цитирования. Бухурова М. М., Рехвиашвили С. Ш. Применение межатомных потенциалов взаимодействия для моделирования наносистем // Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2020. Т. 33. № 4. C. 166-187. DOI: 10.26117/2079-6641-2020-33-4-166-187

Контент публикуется на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International
(https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.ru)

© Бухурова М. М., Рехвиашвили С. Ш., 2020

Конкурирующие интересы. Авторы заявляют, что конфликтов интересов в отношении авторства и публикации нет.

Авторский вклад и ответственность. Все авторы участвовали в написании статьи и полностью несут ответственность за предоставление окончательной версии статьи в печать. Окончательная версия рукописи была одобрена всеми авторами.

Research Article

MSC 34B05 

Application of interatomic interaction potentials for the simulation of nanosystem

M. M. Bukhurova, S. Sh. Rekhviashvili

Institute of Applied Mathematics and Automation of Kabardin-Balkar Scientific Centre of RAS, 360000, Nalchik, Shortanov st., 89A, Russia

E-mail: mareta.bukhurova@mail.ru, rsergo@mail.ru

The paper considers approaches to modeling various nanosystems using model pairwise interatomic potentials. Cases of nanoparticles, nanotubes, fullerene molecules and atomic force microscope probes are considered.

Key words: interaction potential, modeling of nanosystems, nanoparticles, nanotubes, fullerene molecule, Lennard-Jones potential, Morse potential, fractal structures, interaction of the atomic force microscope probe.

DOI: 10.26117/2079-6641-2020-33-4-166-187

Original article submitted: 16.11.2020

Revision submitted: 10.12.2020

For citation. Bukhurova M. M., Rekhviashvili S. Sh. Application of interatomic interaction potentials for the simulation of nanosystem. Vestnik KRAUNC. Fiz.-mat. nauki. 2020, 33: 4, 166-187. DOI: 10.26117/2079-6641-2020-33-4-166-187

Competing interests. The authors declare that there are no conflicts of interest regarding authorship and publication.

Contribution and Responsibility. All authors contributed to this article. Authors are solely responsible for providing the final version of the article in print. The final version of the manuscript was approved by all authors.

The content is published under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.ru)

© Bukhurova M. M., Rekhviashvili S. Sh., 2020

Список литература/References

  1. Рехвиашвили С.Ш., “Атомно-силовой микроскоп”, Математическое моделирование, 15:4 (2003), 62–68. [Rekhviashvili S. SH., “Atomno-silovoy mikroskop”, Matematicheskoye modelirovaniye, 15:4 (2003), 62–68 (in Russian)].
  2. Магомедов М. Н., Изучение межатомного взаимодействия, образования вакансий и самодиффузии в кристаллах, ФИЗМАТЛИТ, М., 2010, 544 с. [Magomedov M. N., Izucheniye mezhatomnogo vzaimodeystviya, obrazovaniya vakansiy i samodiffuzii v kristallakh, FIZMATLIT, M., 2010 (in Russian), 544 pp.]
  3. Rit M., Nanokonstruirovaniye v nauke i tekhnike. Vvedeniye v mir nanorascheta, Regulyarnaya i khaoticheskaya dinamika, M.-Izhevsk, 2005 (in Russian), 160 с.
  4. Дедков Г.В., “Межатомные потенциалы взаимодействия в радиационной физике”, УФН, 165:8 (1995), 919–953. [Dedkov G.V., “Mezhatomnyye potentsialy vzaimodeystviya v radiatsionnoy
    fizike”, UFN, 165:8 (1995), 919–953 (in Russian)].
  5. Александров Л. Н., Новиков П. Л., “Моделирование образования структур пористого кремния”, Письма в ЖЭТФ, 65:9 (1997), 685–690. [Aleksandrov L. N., Novikov P. L., “Modelirovaniye obrazovaniya struktur poristogo kremniya”, Pis’ma v ZHETF, 65:9 (1997), 685–690 (in Russian)].
  6. Ролдугин В. И., Физикохимия поверхности, Издательский Дом «Интеллект», Долгопрудный, 2008, 568 с. [Roldugin V. I., Fizikokhimiya poverkhnosti, Izdatel’skiy Dom «Intellekt», Dolgoprudnyy, 2008 (in Russian), 568 pp.]
  7. Рехвиашвили С. Ш., Мурга З. В., “Адсорбция водорода на фрактальной поверхности”, Конденсированные среды и межфазные границы, 19:4 (2017), 561–566. [Rekhviashvili S. SH., Murga Z.V., “Adsorbtsiya vodoroda na fraktal’noy poverkhnosti”, Kondensirovannyye sredy i mezhfaznyye granitsy, 19:4 (2017), 561–566 (in Russian)].
  8. Рехвиашвили С. Ш., Киштикова Е. В., “О свойствах неполярной жидкости внутри углеродной нанотрубки”, Физикохимия поверхности и защита материалов, 46:1 (2010), 51–55. [Rekhviashvili S. SH., Kishtikova Ye.V., “O svoystvakh nepolyarnoy zhidkosti vnutri uglerodnoy nanotrubki”, Fizikokhimiya poverkhnosti i zashchita materialov, 46:1 (2010), 51–55 (in Russian)].
  9. Пул Ч., Оуэнс Ф., Нанотехнологии, Техносфера, М., 2007, 327 с. [Pul Ch., Ouens F., Nanotekhnologii, Tekhnosfera, M., 2007 (in Russian), 327 pp.]
  10. Кармокова Р.Ю., Рехвиашвили С.Ш., Кармоков А.М., “Влияние акустического воздействия на расплав алюминия”, Физика и химия обработки материалов, 2012, №5, 20–26. [Karmokova R.Yu., Rekhviashvili S. Sh., Karmokov A. M., “Vliyaniye akusticheskogo
    vozdeystviya na rasplav alyuminiya”, Fizika i khimiya obrabotki materialov, 2012, №5, 20–26 (in Russian)].
  11. Taubert A., Wiesler U.-M., Mullen K., “Dendrimer-controlled one-pot synthesis of gold nanoparticles with a bimodal size distribution and their self-assembly in the solid state”, J. Mater. Chem, 13:3 (2003), 1090–1093.
  12. Girifalco L.A., “Molecular properties of C60 in the gas an solid phases”, J. Phys. Chem, 96 (1992), 858–661.
  13. Рехвиашвили С.Ш., “Поверхностное натяжение жидких инертных газов”, Письма в ЖТФ, 38:22 (2012), 9–14. [Rekhviashvili S. SH., “Poverkhnostnoye natyazheniye zhidkikh inertnykh gazov”, Pis’ma v ZHTF, 38:22 (2012), 9–14 (in Russian)].
  14. Хоконов Х. Б., Задумкин С. Н., “Зависимость межфазной энергии металлов на границе кристалл-расплав от размера частицы”, Поверхностные явления в расплавах и возникающих из них твердых фазах, Кабардино-Балкарское книжное издательство, Нальчик, 1965, 75–77. [Khokonov Kh. B., Zadumkin S. N., “Zavisimost’ mezhfaznoy energii metallov na granitse kristall-rasplav ot razmera chastitsy”, Poverkhnostnyye yavleniya v rasplavakh i voznikayushchikh iz nikh tverdykh fazakh, Kabardino-Balkarskoye knizhnoye izdatel’stvo, Nal’chik, 1965, 75–77 (in Russian)].
  15. Моисеев Ю.Н., Мостепаненко В.М., Панов В.И., Соколов И.Ю., “Экспериментальное и теоретическое исследование сил и пространственного разрешения в атомносиловом микроскопе”, ЖТФ, 60:1 (1990), 141–148. [Moiseyev Yu. N., Mostepanenko V. M., Panov V. I., Sokolov I.Yu., “Eksperimental’noye i teoreticheskoye issledovaniye sil i prostranstvennogo razresheniya v atomno-silovom mikroskope”, ZHTF, 60:1 (1990), 141–148 (in Russian)].
  16. Лифшиц Е.М., Питаевский Л.П., Статистическая физика. Теория конденсированного состояния. Т. 2, ФИЗМАТЛИТ, М., 2004, 496 с. [Lifshits Ye. M., Pitayevskiy L. P., Statisticheskaya fizika. Teoriya kondensirovannogo sostoyaniya. V. 2, FIZMATLIT, M., 2004 (in Russian), 496 pp.]
  17. Butter H., Gerlach E., “Van Der Waals-Interaction of ionic and covalent crystals”, Chem. Phys. Lett, 5:2 (1970), 91–92.

Бухурова Марета Мухамедовна – кандидат физико- математических наук, старший научный сотрудник отдела
теоретической и математической физики Института прикладной математики и автоматизации КБНЦ РАН, г. Нальчик, Россия.

Bukhurova Mareta Mukhamedovna – Ph. D. (Phys. & Math. Sci.), Senior Researcher, Department of Theoretical and Mathematical Physics, Institute of Applied Mathematics and Automation, KBSC RAS, Nalchik, Russia.

Рехвиашвили Серго Шотович – доктор физико-математических наук, заведующий отделом теоретической и
математической физики Института прикладной математики и автоматизации КБНЦ РАН, г. Нальчик, Россия.

Rekhviashvili Sergo Shotovich – D. Sci. (Phys. & Math.), Head of the Department of Theoretical and Mathematical Physics, Institute of Applied Mathematics and Automation KBSC RAS, Nalchik, Russia.

Читать статью/Read articleСкачать/Download