Размерная зависимость температуры плавления наночастиц кремния: молекулярно-динамическое и термодинамическое моделирование

Размерная зависимость температуры плавления наночастиц Si исследовалась с использованием как молекулярно-динамического, так и термодинамического моделирования, основывающегося на применении формулы Томсона. Результаты атомистического моделирования, полученные с использованием потенциала Стиллинджера-Вебера, согласуются с результатами других авторов, а также с результатами термодинамического моделирования и предсказывают уменьшение температуры плавления $T_{m}$ наночастиц Si с увеличением их обратного радиуса $R^{-1}$ по линейному закону. Имеющиеся экспериментальные данные предсказывают более низкие значения $T_{m}$, включая предельное значение $T_{m}^{(\infty)}$, отвечающее линейной экстраполяции экспериментальных точек к $R^{-1}\to0$ (т. е. к радиусу $R\to\infty$), причем занижение составляет 200–300 K по сравнению с табличным значением температуры плавления кремния (1688 K). Учитывая это, сделан вывод о том, что молекулярно-динамические результаты для $T_{m}(R^{-1})$, полученные с использованием потенциала Стиллинджера–Вебера, являются более адекватными, чем имеющиеся экспериментальные данные.