Сотрудниками лаборатории физики поверхностных явлений ИФПМ СО РАН с использованием потенциалов межатомных взаимодействий, полученных в рамках метода погруженного атома, изучена структура и колебания свободных кластеров Nin(n≤20). Рассчитаны энергия связи, равновесная геометрия и частоты колебаний рассмотренных кластеров. Обнаружена немонотонная зависимость минимальной частоты колебаний кластеров от их размеров и наличие взаимосвязи экстремальных значений минимальной частоты с «магическими» числами атомов в кластере c n = 4, 6, 13, 19. Данные кластеры имеют правильные геометрические структуры: тетраэдр (n = 4), октаэдр (n = 6), икосаэдр (n =13) и двойной икосаэдр (n = 19). Для них также характерны экстремальные значения параметра стабильности Δ2E(n), энергии диссоциации ΔE(n) и минимальной частоты колебаний. Определяющим фактором высокой стабильности данных структур является симметрия связи, т.е. наличие максимального числа ближайших соседей и одинакового расстояния между ближайшими атомами.
Полученная информация может быть полезной при создании оптимальных катализаторов и материалов с контролируемыми и управляемыми свойствами, а также в качестве химически инертных «строительных» блоков для синтеза совершенно уникальных материалов с заданными свойствами.
Работа выполнена в рамках государственного задания ИФПМ СО РАН (проекта FWRW-2022-0001).
Опубликовано: S.D. Borisova, G.G. Rusina. Structure and Vibrations of Free Nin Clusters (n20). Physical Mesomechanics, 2024, Vol. 27, No. 2, pp. 197-204.
DOI: 10.1134/S1029959924020085