Возможные механизмы роста теплоемкости в наноструктурированных металлах

Проблема аномально высоких экспериментальных значений теплоемкости металлических нанокластеров проанализирована с использованием термодинамики поверхностей, а также на основе данных компьютерного эксперимента. Методом молекулярной динамики с использованием нескольких различных потенциалов сильной связи исследована теплоемкость идеальных ГЦК-кластеров палладия диаметром 6 nm в температурном интервале 150–300 K. Найдено, что при $T$ = 150 K теплоемкость наночастицы Pd превышает теплоемкость объемного материала на 12–16%. На основе проведенного теоретического рассмотрения, результатов моделирования и анализа различных экспериментальных данных сделан вывод о том, что рост теплоемкости в компактированном наноматериале не определяется повышенной теплоемкостью отдельных кластеров. По всей видимости, причиной значительного повышения теплоемкости в компактных наноматериалах становится либо их разупорядоченное состояние, либо значительное содержание различного рода примесей, в основном водорода.