Теплота плавления для наночастицы

Исходя из модели нанокристалла в виде прямоугольного параллелепипеда с варьируемой формой поверхности, получены выражения для следующих зависимостей: температур плавления $(T_m)$ и начала кристаллизации $(T_N<T_m)$, удельных (на атом) скачков энтропии $(\Delta s)$, скрытой теплоты $(\Delta h=T_m\Delta s)$ и объема $(\Delta v)$ для фазового перехода кристалл–жидкость. Изучена зависимость данных функций как от числа атомов $(N)$, так и от формы наночастицы. Расчеты, проведенные для наночастиц меди, показали хорошее согласие с результатами, полученными в численных экспериментах. Показано, что при определенном размере $N_0$ функции $\Delta s$, $\Delta h$ и $\Delta v$ становятся равными нулю, и исчезает гистерезис между температурой плавления и температурой начала кристаллизации: $T_N(N_0)=T_m(N_0)$. В таком кластере физическое различие фаз исчезает. Для наномеди этот размер лежит в интервале $N_0$ = 49–309 и увеличивается при отклонении формы наночастицы от наиболее энергетически устойчивой.