СодержаниеВведение..................................3
Глава 1 Общие представления о кластерных системах.
Зонная структура и плотность состояний кластеров
1.1 Понятие кластера...........................5
1.2 Кластеры алюминия...........................16
1.3 Плотность состояний..........................24
Глава 2 Компьютерное моделирование структуры
и некоторых свойств кластеров алюминия 4-15
2.1 Теория функционала плотности......................27
2.2 Методика расчетов кластеров.......................36
2.3 Расчет из "первых принципов" плотности состояний кластеров
алюминия содержащих 4-15 атомов. Определение зависимости
плотности состояний от числа атомов в кластере....................................37
Заключение................................61
Список литературы............................62
Приложение...............................65ВведениеИдея построения невообразимо малых объектов на атомном уровне отнюдь не нова. Еще в 1959 г. Ричард Фейнман, лауреат Нобелевской премии по физике за 1965 год, предложил в своем известном выступлении на ежегодном собрании Американского физического общества, как можно напечатать все 24 тома Британской Энциклопедии на булавочной головке. Он даже рассуждал о том, как запоминать информацию на атомном уровне и как строить машины молекулярного размера.
Теперь, несколько десятилетий спустя, новые лабораторные микроскопы позволяют не только видеть отдельные атомы, но и манипулировать ими. Такая возможность проводить измерения и манипуляции с веществом на атомном уровне означает революцию в науке и технике. Поскольку при этом рассматриваются структуры размером менее микрона, был предложен термин нанотехнология. Однако нанотехнология включает в себя нечто большее, чем просто еще один шаг на пути миниатюризации!
Хотя нанотехнология может быть определена просто как техника, основанная на манипуляциях с отдельными атомами и молекулами для построения сложных атомных структур, необходимо учитывать, что в нанометровом масштабе возникают качественно новые эффекты, свойства и процессы, определяемые квантовой механикой, размерным квантованием в малых структурах, отношением поверхность/объем и другими явлениями и факторами. Кроме того, многие современные теории вещества на микронном уровне содержат критические длины нанометрового масштаба и потому не могут адекватно описывать новые явления на нанометровом уровне.
Большой интерес в нанотехнологии занимает такой термин как кластер. Кластер - это исходный кирпич для построения упорядоченных систем для микроэлектроники таких как компьютеры микропроцессорная техника и.т.д. Если мы умеем создавать кластеры различных размеров, используя, например метод термовакуумного испарения, то мы можем отсевать различные кусочки. Можно сделать из кластеров молекулярные пучки. То есть существуют различные методики, которые позволяют получить низко размерные кластеры, но их электронные свойства не известны до сих пор, и в данной дипломной работе я попытался с использованием современных вычислительных средств программного обеспечения рассчитать, как же будут изменяться электронные свойства кластеров от их размеров. Очень удобно исследовать кластеры алюминия из-за их не сложной структуры.
Поэтому цель данной дипломной работы состоит в том, чтобы определить зонную структуру и плотность состояний кластеров Al, опираясь на практические расчеты и теоретические материалы из области нанотехнологий.
Объект - процесс исследования зонной структуры и плотности состояний кластеров Al.
Предмет - формы методы и средства исследования зонной структуры и плотности состояний кластеров Al.
Задачи:
Анализ литературы.
Обобщение и систематизация изученного материала.
Компьютерное моделирование.
Основным методом, используемым в данной дипломной работе, является метод теории функционала плотности, на котором и основано компьютерное моделирование.Литература1 Губин, С.П. Химия кластеров[Текст]/ С.П. Губин -М.: Наука, 1987.
2 Суздалев, И.П. Нанокластеры и нанокластерные системы. Организация, взаимодействие, свойства [Текст] / И.П. Суздалев, П.И. Суздалев // Успехи химии. 2001.
3 Гольданский, В.И. Туннельные явления в химической физике [Текст] / В.И. Гольданский, Л.И. Трахтенберг, В.И. Флеров -М.: Наука, 1986.
4 Мюллер, А. [Текст] / А. Мюллер, С. Рой // Успехи химии. 2002. Т71.С.1107
5 Талисманов, С.С. [Текст] / С.С. Талисманов, И.Л. Еременко // Успехи химии 2003. Т.72. С.627
6 Ландау, Л. Д. Квантовая механика [Текст] / Л. Д.Ландау, Е. М. Лифшиц -М, 1963.
7 Хейне, В. Теория групп в квантовой механике [Текст] / В. Хейне -М., 1963.
8.Ландау, Л.Д. Электродинамика сплошных сред [Текст] / Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц -М.: Гос. изд-во технико-теоретической литературы. С22.
9 Баллюзек, Ф. В., Куркаев А. С., Сенте Л. Нанотехнологии для медицины [Текст] / Ф. В. Баллюзек, А. С Куркаев -М.: Сезам,2008
10 Оуэнс, Ф. Нанотехнологии [Текст] / Ф. Оуэнс -М.: Техносфера,2009
11 Минько, Н.И. Строкова В.В. Жерновский И.В Нарцев В.М. Методы получения и свойства нанообъектов [Текст] / Н.И. Минько, В.В.Строкова, И.В Жерновский, В.М. Нарцев -М.: Флинта,2009
12 Балабанов, В.И. Нанотехнологии. Наука будущего [Текст] / В.И. Балабанов -М.: Эксмо,2009
13 Рыжонков, Д.И Наноматериалы[Текст] / Д.И. Рыжонков -М: Бином. Лаборатория знаний,2008
14 Шевченко, В.Я Белая книга по нанотехнологиям: исследования в области наночастиц, наноструктур и нанокомпозитов в российской федерации [Текст] / В.Я. Шевченко / -М: Лки,2008
15 Старостин, В.В. Материалы и методы нанотехнологии [Текст] / В.В. Старостин -М.: Бином. Лаборатория знаний,2008
16 Пул, Ч. Нанотехнологии [Текст] / Ч. Пул, Ф.М. Оуэнс: Техносфера,2007
17 Гречихин, Л.И. Наночастицы и нанотехнологии [Текст] / Л.И. Гречихин -М.: Право и экономика,2008
18 Харманн, У. Очарование нанотехнологии [Текст] / У. Харманн -М.: Бином. Лаборатория знаний,2008
19 Сергеев, Г.Б. Нанохимия [Текст] / Г.Б. Сергеев -М.: МГУ,2003
20 Лозовский, В.Н. Нанотехнологии в электронике [Текст] / В.Н. Лозовский, С.В. Лозовский, Г.С. Константинова Введение в специальность -М.: Лань,2008
21 Фостер, Л. Нанотехнологии. Наука, инновации и возможности [Текст] / Л. Фостер -М.: Техносфера,2008
22 Кобаяси, Н. Введение в нанотехнологию [Текст] / Н. Кобаяси -М.: Бином. Лаборатория знаний,2008
23 Шукейло, Ю.А. Кормилицын О.П. Механика материалов и структур нано и микротехники [Текст] / Ю.А. Шукейло -М: Академия,2008
24 Баллюзек, Ф.В. Лечебное серебро и медицинские нанотехнологии [Текст] / Ф.В Баллюзек, А.С., Куркуев -М.: Диля,2008
25 Гусев, А. И. Нанокристаллические материалы [Текст] / А. И. Гусев, А. А. Ремпель -М.: Физматлит, 2000.
26 Петров, Ю. И. Кластеры и малые частицы [Текст] / Ю. И. Петров -М.: Наука, 1986.
27 Помогайло, А. Д. Наночастицы металлов в полимерах [Текст] / А. Д. Помогайло, А. С Розенберг -М.: Химия, 2000.
28 Haberland Н. // Clusters of atoms and molecules. Vol. 1 / Ed. H. Haberland Heidelberg: Springer, 1994. P. 205-243.
29 Schriver К. E., Persson J. L., Honea E. C, Whetten R. L. // Phys. Rev. Lett. 1990. Vol.64., R2539.
30 Taylor K. J., Pettiette C. L., Craycraft M. J., Chesnovsky O., Smalley R. E. // 1988. Vol.152., P. 347.
31 Heer W.A. de, Milani P., Chatelain A. // Phys. Rev. Lett. 1989. Vol.63., P. 2834.
32 Jarrold M.F. // Clusters of s2p1 metals and semiconductors // Clusters of atoms and molecules / Ed. Haberland H. Belin: Springer, 1994. P. 288.
|
|
