Статистична термодинаміка і кінетика атомового порядку в леґованім графені. I. Розчин заміщення

• Дата: 2008
• Автори: Радченко, T.M., Татаренко, В.A.
• Формат: Стаття
• Мова: Ukrainian
• Опубліковано: Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України 2008
• Назва видання: Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
• Онлайн доступ: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/76178
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Цитувати: Статистична термодинаміка і кінетика атомового порядку в леґованім графені. I. Розчин заміщення / T.M. Радченко, В.A. Татаренко // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2008. — Т. 6, № 3. — С. 867-910. — Бібліогр.: 42 назв. — укр.

Запропоновано моделі статистичної термодинаміки та кінетики порядку розподілу атомів заміщення (зі стехіометричними вмістами 1/8, 1/4 і 1/2) у двовимірній ґратниці графенового типу. Виявлено нестабільність порядку структур зі стехіометріями 1/6 і 1/3 (принаймні, за короткосяжних взаємодій атомів). При леґуванні графену атомами заміщення з близькосяжними взаємодіями можливі структури, які характеризуються лише одним параметром далекого порядку, а при леґуванні його атомами з да-лекосяжними взаємодіями можливі й структури, що описуються двома або трьома параметрами далекого порядку. За стехіометрії 1/4 термодинамічно найвигіднішою є структура з єдиним параметром далекого порядку, аніж з двома чи трьома. Встановлено, що (через превалювання міжпідґратницевих енергій «змішання» за їхньої «конкуренції» з внутрішньопідґратницевими енергіями «змішання») кінетичні криві параметрів далекого порядку для структур, які характеризуються двома чи то трьома параметрами, можуть бути немонотонними. Показано, що «найефективніше» впорядкування (тобто аж до найбільших значень параметра далекого порядку) атомів вуглецю і домішки заміщення у графеновій ґратниці притаманне структурі, яка належить до надструктурного типу з еквіатомовою стехіометрією, а найменшим ефект впорядкування є для структури з найбільшою ріжницею відповідних стехіометричних атомових часток вуглецю й домішки. Результати розгляду фізичної кінетики підтверджують статистично-термодинамічний результат: по-перше, асимптотичне й рівноважне значення параметрів далекого порядку цих моделів відповідно співпадають, а по-друге, за підвищених температур рівноважне (й поточне) значення параметра далекого порядку в нестехіометричній двокомпонентній структурі на основі графену (з відхилом від стехіометрії у бік збільшення концентрації леґувального первня) може бути вищим, ніж у стехіометричній фазі.