Зависимость температуры плавления Au, Pt и Fe от размера и формы нанокристалла при различных давлениях

Предложен метод для расчета зависимости температуры плавления от размера (числа атомов $N$) и формы поверхности нанокристалла при различных давлениях $(P)$. Данный метод основан на парном потенциале межатомного взаимодействия Ми–Леннарда-Джонса и учитывает зависимость как уравнения состояния, так и других решеточных свойств от размера и формы нанокристалла. Впервые получены зависимости температуры плавления $(T_m)$ от давления $P$, размера $N$ и параметра формы $f$ нанокристалла. Расчеты были выполнены для золота, платины и железа. Показано, что при любых давлениях функция $T_m(P,N,f)$ уменьшается как при изоморфно-изобарном ($f$,$P$ – const) уменьшении числа атомов $N$, так и при изомерно-изобарном ($N$, $P$ – const) отклонении формы нанокристалла от энергетически оптимальной формы. Показано, что величина барической производной температуры плавления $T'_m(P)$ для нанокристалла при низких давлениях больше, а при высоких давлениях меньше, чем величина $T'_m(P)$ для макрокристалла. При этом зависимость функции $T'_m(P)$ от размера нанокристалла незначительная, т. е. при постоянных $N$–$f$-аргументах функции $T_m(P,\infty)$ и $T_m(P, N, f)$ практически параллельны. Указано, как этот метод можно применить для экспериментальной оценки давления, под которым находится нанокристалл в тугоплавкой матрице.