Физико-химические аспекты электронной теории и компьютерное моделирование мультиструктур наноматериалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.04, кандидат химических наук Жуковский, Марк Сергеевич

• Жуковский, Марк Сергеевич
• кандидат химических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат химических наук Жуковский, Марк Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМА ИССЛЕДОВАНИЯ МУЛЬТИСТРУКТУР

НАНОМ АТЕРИАЛОВ.

1.1. Физико-химическая концепция мультиструктур наноматериалов.

1.1.1. Метод функционала плотности в теории строении вещества.

1.1.2. Метод квантовой топологии плотности химических частиц.

1.1.3. Квантово-полевая химия мультиструктурного вещества.

1.1.4. Межчастичное взаимодействие в мультиструктурах вещества.

1.2. Состояние исследований мультиструктур наноматериалов.

1.2.1. Кластерные частицы и наноматериалы на основе В, С, N.

1.2.2. Кластерные частицы и наноматериалы на основе Al, Ga, Р, As.

1.2.3. Кластерные частицы и наноматериалы на основе Si, Ge.

1.3. Постановка задачи.

ГЛАВА 2. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЭЛЕКТРОННОЙ

ТЕОРИИ МУЛЬТИСТРУКТУР НАНОМАТЕРИАЛОВ.

2.1. Теория электронного строения мультиструктур наноматериалов.

2.1.1. Квантово-полевая химия электронной плазмы в наноматериалах.

2.1.2. Квантовая топология газовой компоненты электронной плазмы.

2.1.3. Квантовая топология роевой компоненты электронной плазмы.

2.1.4. Динамический и диссипативный типы роёв электронов.

2.1.5. Строение квантово-механического роя электронов.

2.1.6. Протяженность электронного роя в физическом пространстве.

2.1.7. Сверхструктура роевой компоненты в электронной плазме.

2.2. Физико-химическая иерархия структур наноматериалов.

2.2.1. Система базовых топологических элементов наноматериалов.

2.2.2. Строение финитного наноатома.

2.2.3. Строение плазмы в электронной среде наноматериалов.

2.2.4. Мульти-уровневое моделирование строения наноматериалов.

2.3. Потенциалы сил связи в мультиструктурных наноматериалах.

2.3.1. Силы когезии и адгезии в мультисруктурных наноматериалах.

2.3.2. Расчёт потенциалов сил связи методом функционала плотности.

2.3.3. Особенности манипулирования силами связи в нанотехнологиях.

2.4. Функциональная самоорганизация мультиструктур наноматериалов.

2.4.1. Самоорганизация термостатистических макросистем наночастиц.

2.4.2. Квантовая модель термостатистических макросистем наночастиц.

2.4.3. Функциональные процессы самоорганизации наночастиц.

ГЛАВА 3. РАСЧЕТ МУЛЬТИСТРУКТУР НАНОМАТЕРИАЛОВ

НА ОСНОВЕ В, С, N.ИЗ

3.1. Расчет межатомных потенциалов связи в наносистемах углерода.

3.1.1. Вариационный расчет топологии финитного атома углерода.

3.1.2. Потенциалы сил когезии и адгезии наночастиц углерода.

3.2. Физико-химические механизмы криогенных нанотехнологий поатомной сборки «снизу-вверх» нанофаз углерода.

3.3. Каталитическое действие атомов металлов на рост углеродных нанотубов и наночастиц в криогенном парофазном синтезе.

3.3.1. Потенциалы сил адгезии атомов С, Fe, Со, Ni.

3.3.2. Нанопроцессы в криогенном растворе атомов С, Fe, Со, Ni.

3.4. Квантово-статистическая модель слоевых наноструктур криогенного раствора составов BxNj.x и С'ХС|(1.Х).

3.4.1. Общая постановка термостатистической задачи.

3.4.2. Модель регулярного твердого раствора для двумерного слоя.

3.4.3. Процессы упорядочения слоевых наноструктур систем

B-N и С-С|.

ГЛАВА 4. РАСЧЁТ ПОТЕНЦИАЛОВ СИЛ СВЯЗИ НАНОЧАСТИЦ

Al, Ga, Si, Ge, Р, As.

4.1. Расчет потенциалов сил связи наночастиц Al, Ga, Р, As.

4.1.1. Вариационный расчет топологии финитных атомов Al, Ga, Р, As.

4.1.2. Расчет парных межатомных потенциалов сил связи наночастиц

Al, Р, Ga, As.

4.2. Расчет потенциалов сил связи наночастиц Si, Ge.

4.2.1. Вариационный расчет топологии финитных атомов Si, Ge.

4.2.2. Расчет парных межатомных потенциалов сил связи наночастиц

Si, Ge и GaAs.

4.3. Физико-химические закономерности сил связи наночастиц

Al, Ga, Si, Ge, Р, As.

ГЛАВА 5. ФИХИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

ИНФОРМАЦИОННОЙ ЭВОЛЮЦИИ НАНОМАТЕРИАЛОВ.

5.1. Информационные процессы эволюции нанофаз материалов.

5.2. Информационные процессы эволюции а-графов наночастиц.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Физико-химические аспекты электронной теории и компьютерное моделирование мультиструктур наноматериалов»

В технологиях приборостроения, электроники и катализа востребованы функциональные материалы, обладающие высоким уровнем адаптивности к экстремальным условиям эксплуатации [1-3]. В современных представлениях физико-химические свойства функциональных материалов связываются с их специфическим мультиструктурным строением [4-6]. Мультиструктурность материала означает, что квантовая эволюция его элементарных частиц (ядер и электронов) проявляется в физико-химическом эксперименте на различных по химическому составу, механизмам химических связей и организации функциональных уровнях. Иерархия мультиструктур включает в себя три основных физико-химических уровня. Базовым является функциональный уровень атомов, характерный масштаб длин которого ограничен диапазоном пикометров. Функциональный уровень молекулярных наноструктур лежит в следующем пространственном масштабе, занимающим интервал от одного до сотни нанометров. Масштаб микрона и выше характерен для структуры фазового строения материалов. Развитая мультиструктурность материала способствует его управляемой извне самоорганизации - адаптивности.

С начала XX века со времён становления квантовой механики и химии стало известно, что пространственные размеры атомов задают естественный универсальный субнанометровый масштаб строения вещества. Ближний и дальний порядок во всех материалах определяется на уровне атомных структур. Прецизионные эксперименты показали [7] наличие в структуре некристаллических аморфных веществ, стекол ещё одного «над-атомного» наноскопического масштаба. В их низкоэнергетических спектрах неупругого рассеяния нейтронов, а также комбинационного рассеяния и инфракрасного поглощения света были впервые обнаружены характерные избыточные плотности резонансов наночастиц.

В 80-х годах прошлого века высокотемпературная сверхпроводимость сложных по химическому составу керамических материалов, обладающих выраженной наноструктурностью строения, поставила проблему разработки теории мультиструктурности функциональных материалов. В этих керамиках малый радиус электронных куперовских пар, обусловленный необычными механизмами сильной электронной корреляции, ведет как к повышению критических параметров перехода в сверхпроводящее состояние, так и к устойчивости самой наноструктуры керамик. Особенности взаимосвязи еще неясны [8, 9], что препятствует созданию на основе высокотемпературных сверхпроводящих керамик надежных в эксплуатации устройств.

Актуальность работы

В мультиструктурности ядерно-электронной плазмы материала роль ведущей играет электронная компонента. При этом электронная система сама представлена двумя известными структурными компонентами: нормальной и сверхпроводящей [10-12]. Квантово-статистические свойства нормальной компоненты электронной плазмы совпадают со свойствами неоднородного электронного газа, состоящего из одиночных электронов — фермионов [13]. Напротив, квантово-статистические свойства сверхпроводящей компоненты задаются свойствами бозонных по статистике электронных пар. Последние являются частным случаем сильно-коррелированных N электронных роёв квантового поля электронной плазмы конденсированного состояния [14,15]. Согласно квантово-полевой химии (КПХ) электронная компонента материала всегда наделена мультичастичной (газовой одноэлектронной и роевой двух-, ., N-электронной) стратификацией. Она должна проявляться не только в явлениях кинетического характера, таких как перенос заряда, спина, но и в самоорганизации физико-химической мультиструктуры материалов.

Модель неоднородного электронного газа хорошо описывает физико-химические свойства идеальных кристаллов: чистых металлов, простых полупроводниковых материалов и диэлектриков. В них мала доля роевой электронной компоненты, поэтому незначительны эффекты электронной сверхпроводимости, отсутствует наноструктурный функциональный уровень.

Главным фактором роста интереса к мультиструктурным материалам являются успехи высоких технологий в создании новых наноматериалов. Три триплета: (В, С, N), (Al, Si, Р), (Ga, Ge, As) р- элементов III-IV-V групп второго, третьего и четвертого периодов таблицы химических элементов Д.И. Менделеева являются основой наноматериалов [16,17]. Прежде всего, это широкий класс искусственно получаемых наноструктурированных сред на основе углерода и его изоэлектронных аналогов — таких систем как «бор-азот», кремний, германий, фосфид алюминия, арсенид галлия.

Нанотехнологии получения мультиструктур материалов на основе первого триплета (В, С, N) и двух других триплетов (Al, Si, Р), (Ga, Ge, As) кардинально отличаются друг от друга. Для генезиса наносистем углерода и BN используют технологии поатомной сборки «снизу» - «вверх» [18]. Это, в частности, методы парофазного синтеза (ПФС) [19-21] наноматериалов на криогенной подложке. Мультиструктурность материалов на основе р — элементов двух других триплетов получают с помощью атомно-силового реконструирования поверхностей кристаллов. Эти нанотехнологии относятся к типу технологий «сверху» - «вниз» [22].

Оба технологических подхода дополняют друг друга с точки зрения экспериментальных методов наноструктурирования материалов. Проблемой в настоящее время является теоретическое объяснение их несовместимости и предсказание возможностей и путей эффективного синтеза с целью создания новых функциональных материалов. Для решения этой проблемы возникло специальное теоретическое направление -«компьютерная нанотехнология» -использующее фундаментальные точные науки в сочетании с компьютерным экспериментом [23-28].

Компьютерный эксперимент показал, что наноструктурный уровень функциональной организации процессов в материале возникает в результате взаимодействия между газовой и роевой компонентами электронной плазмы в условиях сильной неоднородности распределения ядер. Электронная роевая компонента «запирает» часть электронного газа внутри нанокорпускул [28].

Конфайнмент электронного газа стабилизирует наночастицу, понижая её потенциальную энергию за счет поджатия электронной плотности к ядрам внутри наночастицы. При этом дополнительно уменьшается перекрывание волновых функций соседних атомов, что ведет к ослаблению химических связей атомов через границу, разделяющую наночастицы. В результате этого, связи изменяются, как внутри наночастицы, так и между наночастицами. Происходит расщепление химических связей атомов на внутричастичные когезионные «а»- связи и межчастичные адгезионные <ф» -связи.

Размер наночастицы ограничен «сверху» максимальным радиусом корреляций в электронной паре, который задается отношением произведения скорости сигнала в вакууме на квант действия к средней энергии флуктуаций энергии в материале [28]. В частности, размеры наночастиц ограничиваются сверху термостатистическими тепловыми флуктуациями, в результате чего в материалах с понижением температуры увеличивается предельный размер наночастиц. Однако основной вклад в предельный размер наночастиц дают квантово-статистические флуктуации энергии, связанные с соотношением неопределенностей Гейзенберга для энергии локализации электронных роев.

Целью работы является выявление физико-химических механизмов, а также закономерностей формирования и функционирования мультиструктур наноматериалов на основе триплетов р- элементов III-IV-V групп второго, третьего и четвертого периодов: (В, С, N), (Al, Si, Р), (Ga, Ge, As) и VIII группы железа таблицы химических элементов Д.И. Менделеева методами компьютерной нанотехнологии.

Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить следующие задачи:

• систематизировать имеющиеся подходы теоретического описания электронных физико-химических мультиструктур материалов и результаты теоретических и экспериментальных работ в области физической химии наноматериалов на основе В, С, N, Al, Si, Р, Ga, Ge, As, а также атомов элементов группы железа.

• применить теоретическое моделирование мультиструктур и компьютерный эксперимент для описании начальных стадий процессов криогенного синтеза «снизу - вверх» наносистем углерода и бор-азота с участием атомных кластеров железа, кобальта и никеля в качестве катализаторов.

• рассчитать возможные модификации межатомных связей в мультиструктурных материалах р - элементов III-IV-V групп третьего и четвертого периодов таблицы химических элементов Д.И. Менделеева (А1, Si, Р), (Ga, Ge, As), получаемых реконструированием по технологии «сверху» - «вниз».

• теоретически обосновать физико-химические механизмы процессов информационной эволюции мультиструктурных сред в диссипативных процессах, провести их исследование средствами компьютерного эксперимента.

Научная новизна.

В работе впервые проведен комплексный сопоставительный анализ и дана последовательная систематизация современных подходов к описанию электронных физико-химических мультиструктур материалов; дан обзор результатов теоретических и экспериментальных работ в области физической химии наноматериалов на основе триплетов р - элементов III-IV-V групп второго, третьего и четвертого периодов: (В, С, N), (Al, Si, Р), (Ga, Ge, As) и VIII группы железа таблицы химических элементов Д.И. Менделеева.

Методами квантово-полевой химии и квантово-статистической физики впервые была построена физико-химическая модель формирования атомами углерода, а также бора и азота магнито- и атомно-упорядоченных нанослоев в условиях парофазного криогенного синтеза по технологии «снизу вверх».

Методами квантово-полевой химии и квантово-статистической физики впервые была построена физико-химическая модель формирования атомами углерода различных наночастиц в присутствие атомов VIII группы железа в качестве катализаторов по технологии «снизу вверх».

Впервые выполнен расчет методом функционала плотности профилей энергии связи для всех типов межатомных когезионных и адгезионных взаимодействий в наноматериалах на основе р - элементов III-IV-V групп третьего и четвертого периодов таблицы химических элементов Д.И. Менделеева Al, Si, Р, Ga, Ge, As, мультиструктурированных по технологии «сверху-вниз».

Впервые предложена и развита физико-химическая модель процессов информационной эволюции мультиструктурных сред в диссипативных процессах, проведено их исследование в рамках приближения клеточных автоматов средствами компьютерного эксперимента.

Практическая значимость работы заключается в том, что разработан мультимедийный программный комплекс «Компьютерная нанотехнология», автоматизирующий расчет энергии связи всех типов межатомных взаимодействий в мультиструктурированных наноматериалах, а также компьютерный эксперимент при моделировании процессов информационной эволюции мультиструктурных сред в диссипативных процессах. Комплекс внедрен в учебный процесс на химическом факультете Алтайского государственного университета. Практический интерес для нанотехнологии представляют полученные в работе оценки энергетических характеристик для процессов наноструктурирования, критических температур и характера упорядочений в конкретных системах углерода, бора, азота, алюминия, кремния, фосфора, галлия, германия, мышьяка, железа, кобальта, никеля.

Положения, выносимые на защиту.

1 .Иерархическая модель физико-химического строения мультиструктур наноматериалов, включающая в себя три уровня функциональных элементов: атом, наночастица, фаза и два уровня сил связей: силы когезии и силы адгезии наночастиц.

2.Потенциалы сил связи для когезионных и адгезионных взаимодействий и физико-химическая модель формирования атомами углерода, а также бора и азота магнито- и атомно-упорядоченных нанослоев в условиях парофазного криогенного синтеза по технологии «снизу-вверх».

3.Потенциалы сил связи и физико-химическая модель формирования атомами углерода наночастиц по технологии «снизу - вверх» в присутствие атомов VIII группы железа в качестве катализаторов

4.Потенциалы сил связи для когезионных и адгезионных взаимодействий в наноматериалах, мультиструктурированных по технологии «сверху-вниз», на основе р - элементов III-IV-V групп третьего и четвертого периодов таблицы химических элементов Д.И. Менделеева: Al, Si, Р, Ga, Ge, As.

5.Физико-химическая модель процессов информационной эволюции диссипативных сред наноматериалов, их закономерности, полученные на основании результатов компьютерного эксперимента.

Апробация работы.

Основные результаты диссертации были доложены на: IV Международной конференции "Computer-Aided Design of Advanced Materials and Technologies", Томск (Россия), 1995 г.; Ill Международной конференции и школе-семинаре «Эволюция дефектных структур в конденсированных средах», Барнаул (Россия), 1996 г.; Межрегиональной конференции с международным участием "Ультрадисперсные порошки, материалы и наноструктуры", Красноярск (Россия), 1996 г.; II Международной научной конференции "Engineering and Functional Materials", Львов (Украина), 1997 г.; IV Международной конференции и школе-семинаре «Эволюция дефектных структур в конденсированных средах», Барнаул (Россия), 1998 г.; V Международной конференции и школе-семинаре «Эволюция дефектных структур в конденсированных средах», Барнаул (Россия), 2000 г.; Международной конференции «Electronics Materials & E-MRS 2000», Страсбург (Франция), 2000 г.; Международной конференции «Engineering and Technological Sciences», Пекин (Китай), 2000 г.; Международной конференции «The European Materials Conference E-MRS 2001: Symposium A

Computational material science across time and length scales."», Страсбург (Франция), 2001 г.; Международной конференции «The European Materials Conference E-MRS 2001: Symposium S " Current trends in nanotechnologies: from materials to systems, Страсбург (Франция), 2001 г.; VI-Международной конференции и школе-семинаре «Эволюция дефектных структур в конденсированных средах», Барнаул (Россия), 2001 г.; VIII Международной конференции «Hydrogen materials science and chemistry of carbon nanomaterials ICHMS'2003», Судак (Крым, Украина), 2003 г,. Международной конференции «The European Materials Conference E-MRS 2004: Symposium F "Supramolecular Approaches to Organic Electronics and Nanotechnology". Страсбург (Франция), 2004 г.; Международной конференции "II Conference of the Asian Consortium for Computational Materials Science (ACCMS-2)", Новосибирск (Россия), 2004 г.; VIII Международной конференции по физике твердого тела, Алматы (Казахстан), 2004 г.

В 1997-1999 гг. работа была поддержана Министерством Образования Российской Федерации грантом в области фундаментального естествознания по теме «Квантовая химия и компьютерное моделирование наноструктур углерода в криогенных атомарно-диспергированных растворах» (код ГАСНТИ 01.9.80004662).

13

Заключение диссертации по теме «Физическая химия», Жуковский, Марк Сергеевич

выводы

1. Показано, что два структурных уровня сил когезии и адгезии имеют фундаментальный характер и образуют основу для формирования в заданных внешних условиях адаптивного физико-химического строения материала в виде иерархической мультиструктуры по формуле: «атом» - «а - граф сил когезии» - «наночастица» - «{3 - граф сил адгезии» - «фаза».

2. Компьютерным моделированием показано, что на начальном криогенном этапе самоорганизации нанослоя углеродных атомов или системы атомов бор-азот формирование плотноупакованного гексагонального (Zi= 6) атомного слоя энергетически невыгодно, так как запрещен антиферромагнитный порядок спинов наноатомов. В этих условиях «запрета по спину» наиболее стабильными являются квадратные решетки - зародыши растущего наноалмаза (Z{ =4) и решетки с Zi = 3 - зародыши растущего нанографита, фуллеренов, нанотрубок, обеспечивающих получение соответствующих наночастиц на начальном этапе. Эксперимент подтверждает этот вывод.

3. Анализ фазовых переходов показывает, что наиболее выгодным является антиферромагнитный порядок спинов наноатомов, при котором происходит упорядочение нанослоя азота и бора или диуглерода. При этом температуры упорядочения попадают в область выше температуры жидкого азота (77 К).

4. Компьютерным моделированием. показано, что в случае криогенного парофазного синтеза наноструктур углерода силы Р-адгезии между атомами углерода и атомами переходных металлов группы железа селективно управляют процессами сборки углеродных наночастиц. При этом только в среде с атомами кобальта на криогенных подложках из нанографита может произойти самосборка нанотрубок углерода. Атомы железа должны давать агрегаты капсулированных нанографитом частиц металла, а атомы никеля -супердисперсию бисандвичей атомов металла с нанографитом. Этот вывод согласуется с экспериментом.

5. На основании расчетов методом функционала плотности выявлены и структурированы закономерности в изменении физико-химических параметров и свойств межатомных потенциалов а-сил когезии атомов внутри наночастиц и Р-сил адгезии между наночастицами всех р-элементов III-IV-V групп третьего и четвертого периодов таблицы химических элементов Д.И. Менделеева. При увеличении номера периода обнаружены противоположные тенденции для силовых характеристик: а-силы когезии наночастиц ослабевают, (энергия связи уменьшается, а длина связи увеличивается), напротив, Р-силы адгезии между наночастицами возрастают. При сдвиге по периодам с ростом номера группы, обе силы связи в наноструктурах монотонно возрастают.

6. На основании компьютерных экспериментов с различными моделями мультиструктур наночастиц были установлены информационные свойства их диссипативной эволюции. Показано, что в термостатистических макросистемах эволюция на уровне кластеров наночастиц подчиняется закону «мини-макса» информации. Показано, что в кластерах наночастиц возможны все известные типы неунитарной эволюции, известные для информационных сетей: режимы устойчивого аттрактора, би-стабильности, автоволн, хаоса, поэтому выявление их закономерностей требуют для анализа привлечение мощной и адекватной компьютерной техники.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках теории двухкомпонеитиой неоднородной электронной плазмы конденсированного состояния обоснованы физико-химические механизмы формирования, иерархическая модель строения и функциональные свойства мультиструктур наноматериалов.

Проведенный в работе анализ показал, что рассмотрение электронного строения вещества на основании модели неоднородного электронного газа, достаточно лишь для обоснования существования фундаментальной атомной структуры материалов, связанных химическими силами когезиии.

В работе показано, что обоснование существования кроме атомной структуры иных крупномасштабных мультиструктур (наночастицы, нанофазы) требует выхода за рамки модели неоднородного электронного газа - учета двухкомпонентности неоднородной электронной плазмы конденсированного состояния. А именно, того, что неоднородная квантовая электронная плазма кроме основной компоненты - электронного газа — содержит также другую компоненту - рои сильно-коррелированных электронных пар.

Роевая компонента электронной плазмы отвечает за крупномасштабные изменения строения основной газовой электронной компоненты в силу того, что электронные пары имеют конечную протяженность в пространстве. Эта протяженность определяется конечностью радиуса квантовой когерентности волновой функции электронной пары вследствие конечности скорости передачи сигнала, квантовых и тепловых флуктуаций энергии электронов внутри пары под влиянием обмена энергией с электронно-ядерной системой. Полученные в работе оценки предельной протяженности роя электронов в зависимости от уровня флуктуаций энергии показывают, что она достигает десятков нанометров при флуктуациях энергии в материале, сравнимых с энергией разрыва одной химической связи (100 кДж/моль). Это типичный масштаб элементов мультиструктуры — наночастиц, нанофаз- в материалах.

Двухкомпонентность строения электронной плазмы позволяет обосновать квантово-топологический подход к определению строения наноматериалов с помощью мультиструктурного графа, который объединяет два уровня связей: атомный граф топологических а-связей внутри наночастицы (а-граф Бейдера) и граф топологических р-связей между наночастицами внутри их кластеров и нанофаз ф-граф склеек наночастиц). Уровни а и р-структур отвечают двум различным механизмам возникновения химических связей в веществе. Одни связи формируются за счёт а-сил когезии внутри наночастиц, другие за счёт Р-сил адгезии между наночастицами.

Обе силы связи обусловлены свойствами неоднородного электронного газа, за счёт перераспределения электронной плотности, наилучшим образом сконцентрироваться в области нахождения ядер и, тем самым, понизить энергию кулоновского притяжения к ядрам. Различие между механизмами когезионных и адгезионных сил связи состоит в участии роевой компоненты электронной плазмы. В случае сил когезии она не играет роли, в случае же сил адгезии её роль значительна. В этом случае электронная пара запирает (конфайнмент) и поджимает неоднородный газ электронов к ядрам внутри области занятой электронной парой. В результате возникает усиление сил когезии внутри наночастицы и ослабление (обрыв) сил когезии между наночастицами. Традиционно силы адгезии называют внутримолекулярными, а силы адгезии межмолекулярными или супрамолекулярными.

Два структурных уровня когезионных и адгезионных связей имеют фундаментальный характер и образуют основу для формирования в заданных внешних условиях адаптивного физико-химического строения материала в виде иерархической мультиструктуры, имеющей формулу: «атом» - «а - граф сил когезии» - «наночастица» — «Р - граф сил адгезии» - «фаза»

Схема топологического строения мультиструктур наноматериалов. включает в себя три уровня элементов: атом, наночастица, фаза и два уровня сил связей: а (когезия), Р (адгезия).

В прикладном аспекте развиваемой теории были получены потенциалы сил связи наночастиц водорода, бора, углерода, азота, алюминия, кремния, фосфора, галлия, кремния, мышьяка, железа, кобальта, никеля, важные в области наноматериаловедения, каталитических процессов самоорганизации наночастиц, наноэлектроники.

Исследование методом компьютерного эксперимента уже простейшей модели эволюции малых по нуклеарности кластеров наночастиц показал наличие информационного процесса, сложность которого имеет сходство с информационными процессами. Поэтому закономерности этой эволюции требуют для своего анализа привлечение более мощной и более адекватной вычислительной техники.

Известно, что открытия совершаются на стыках хорошо изученных областей знаний в случае новой по сути постановки экспериментов при более точных измерениях наблюдаемых физических величин. Все эти факторы проявились в области исследований наносистем вещества. Использование новейших туннельных и атомно-силовых микроскопов позволяет не только перестраивать наносистемы, но и контролировать связи частиц в зависимости от расстояния между ними.

В течение последнего двадцатилетия интеграция точных наук дала на магистральном направлении развития естествознания прогрессирующий комплекс «нано»-наук. В теоретических исследованиях пока сложилась эклектичная иерархия моделей микро и макро-уровней. Они симулируют отдельные свойства наносистем, близкие к свойствам молекул и фаз вещества, соответственно. Проблема же состоит в том, что наносистемы лежат на «мосту» между этими моделями. Эта двойственность - главная специфика мультиструктурного строения вещества. Современные научные исследования наномира веществ поставили больше вопросов, чем пока получено ответов. Тем не менее, по-видимому, именно в области нанонаук будут получены сверхкомпактные технологии, машины и устройства.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Жуковский, Марк Сергеевич, 2004 год

1. Елецкий А.В. Смирнов Б.М. Фуллерены и структуры углерода //УФН.1995. —Т. 165, №9. —С. 977-1010.

2. Елецкий А.В. Углеродные нанотрубки. //УФН. — 1997. — Т. 167, №9.1. С.945-972

3. Буль А.Я. Фуллерены как материал электронной техники. //Материалы электронной техники. — 1999. — №7. — С. 4-7.

4. Зоркий П.М., Лубнина И.Е. Супрамолекулярная химия: возникновение, развитие, перспективы. //Вестн. МГУ. Сер 2, Химия.-1999. — Т.40. — N 5.1. С. 300-307.

5. Сумм Б.Д., Иванова Н.И. Объекты и методы коллоидной химии в нанохимии. //Успехи химии.-2000. — Т.69. — N 11. — С. 995-1007.

6. Сергеев Г.Б. Нанохимия металлов. //Успехи химии.--2001. — Т.70. —1. N 10. —С. 915-933.

7. Малиновский В.К., Новиков В.Н., Соколов А.П.// УФН. 1993. —1. Т.163.—N5. —С. 119- .

8. Pickett W.E. Electronic structure of the high-temperature oxide superconductors // Rev. Mod. Phys. — 1989. — V.61. —N 2. —P. 433-512.

9. Андреев А.Ф. Сверхтекучесть, сверхпроводимость и магнетизм в мезоскопике //УФН.-1998. — Т. 168. — N 6. — С. 65510. Ашкрофт Н., Мермин Н. Физика твердого тела. Т.2. / Пер. с англ.— М.: Мир, 1979. —422 с.

10. Kohn W. Density functional theory of superconductors regarded as two-component plasmas // Strongly Coupled Plasma Physics /ed. S. Ichimaru, Elsevier Science Publishers B.V./Yamada Science Foundation, 1990.

11. Amusia M. Ya., Shaginyan V.R. Description of dynamic properties of finite multi-electron systems in density functional theory. // Physica Scripta. — 2003. — V.20. —P.994-.

12. Теория неоднородного электронного газа./ Пер. с англ.; под ред. С. Лундквиста, Н. Марча.— М.: Мир, 1987. — 400 с.

13. Beznosjuk S. A.,. Minaev В. F, Dajanov R. D., Muldakhmetov Z. М. Approximating quasiparticle density functional calculations of small active clusters: strong electron correlation effects //Int. J. Quant. Chem. — 1990.— V.38. — N6. —P. 779-797.

14. Безносюк С. А. Электронная теория активных центров микроструктурных превращений материалов. Автореф. дисс. док. физ.-мат. наук. Томск, 1993.-41 с.

15. Current Trends in Nanotechnologies: From Materials to Systems. /Edited by H. Grimmeiss, H. Fuchs, G Marietta // European Material Research Society (E-MRS) Symp. Proc.—V. 124. / Elsevier Science Ltd, UK, 2001. — 458 c.

16. Бучаченко А.Л. Нанохимия прямой путь к высоким технологиям нового века. // Успехи химии.-2003. — Т.72. — N 5. — С. 419-437.

17. Лен Ж.-М. Супрамолекулярная химия: Концепции и перспективы/ Новосибирск: Наука. Сиб. Предприятие РАН, 1998. — 334 с.

18. Криохимия./ Пер. с англ.; под ред. М. Московица., Г. Озина.— М.: Мир, 1979. — 594 с.

19. Сергеев В.А., Васильков А.Ю., Лисичкин Г.В. Парофазный методсинтеза кластерных металлических катализаторов. // ЖВХО. 1987. —1. Т.32. — N 1. —С. 96-100.

20. Kiang С., Goddard W.A., Beyers R., Salem J.R., Bethune D.S. Catalytic effects of heavy metals on the growth of carbon nanotubes and nanoparticles // J. Phys.Chem. Solids .-1996. — V.57. — N 1. — P. 35-39.

21. Гусев A.M. Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства /Екатеринбур: УрО РАН, 1998. — 199 с.

22. Clementi Е., Corongiu G Theoretical and computational chemistry for large molecular systems. // Studies in Physical and Theoretical Chemistry. — 1982. — V.27.—P. 397-431.

23. Drexler K.E. Nanosystems: molecular mashinaiy, manufacturing, and Computation. / New-York: John Wiley @ Sons. Inc., 1992. — 556 c.

24. Broughton J.Q., Abraham F.F., Bernstein N., Kaxiras E. Concurrent coupling of length scales: Methodology and application.//Physical Review В (Condensed Matter and Materials Physics). — 1999. — V.60. —N 4. —P. 2391-2403.

25. Mizuseki H., Hongo K., Kawazoe Y., Wille L.T. Multiscale simulation of cluster growth and deposition processes by direct simulation Monte Carlo method. //Scripta Mater. — 2001. — V.44. —P. 1911-1914

26. Grebenyuk A.G Theoretical models for structural phase transitions in molecular clusters and crystals of inorganic compounds. //Functional Materials. — 2004. — V. 11. — N 2. — P. 367-371.

27. Beznosyuk S.A. Modern quantum theory and computer simulation in nanotechnologies: Quantum topology approaches to kinematical and dynamical structures of self-assembling processes // Materials Science & Engineering C. — 2002. — V.19. — N 1. —P. 369-372.

28. Мулдахметов 3.M., Минаев Б.Ф., Безносюк С.А.Теория электронного строения молекул (Новые аспекты). / Алма-Ата: Наука., 1988. — 216 с.

29. Beznosyuk S.A., Minaev B.F., Muldakhmetov Z.M. Informative energetic structure and electronic multistability of condensed state. // J. Mol. Struct. (Theochem). — 1991. — V.227. —P. 125-129.

30. Безносюк С.А. Квантовая реология и конфайнмент электронов в наноструктурах конденсированного состояния. //Изв.вузов.Физика.- 1994.1. Т.37. —N8. —С. 60-68.

31. Безносюк С.А. Концепция квантовой топологии наноструктур конденсированного состояния //Изв.вузов.Физика.- 1996. — Т.39. — N 5.1. С. 111-124.

32. Слетер Дж. Метод самосогласованного поля для молекул и твердых тел. / Пер. с англ.— М.: Мир, 1978. — 662 с.

33. Ульямс А., Барт У. Приложения теории функционала плотности к атомам, молекулам и твердым телам / В кн. Теория неоднородного электронного газа./ Пер. с англ.; под ред. С. Лундквиста, Н. Марча.— М.: Мир, 1987. —С. 191-317.

34. Becke A., Kohn W., Parr R. Density functional theory of electronic structure, J. Phys. Chem., — 1996. — V. 100. — P. 12974-12988

35. Sham L.J., Kohn W. One-particle properties of an inhomogeneous interacting electron gas. // Phys. Rev. — 1966. — V.145 —P. 561- 570

36. Rajagopal A.K. Theory of inhomogeneous electron systems: spin-density functional formalism //Adv. Chem. Phys.- 1980. — V.41. — P. 59-191.

37. Борисов Ю.А., Устынюк H.A. Изучение протонирования ферроцена, рутеноцена и осмоцена методом функционала плотности. // Изв. АН, сер. хим.-2002. — N.10. — С. 1749-1756.

38. Bader R.F.W. Quantum topology of molecular charge distribution. III. Themechanics og an atom in a molecule // J. Chem. Phys.- 1980. — V.73. — N 6.1. P. 2871-2883.

39. Bader R.F.W., Nguyen-Dang T.T. Quantum Theory of Atoms in Molecules -Dalton Revisited //Adv. In Quant. Chem.-1981. — V. 14. — P. 63-124.

40. Bader R.F.W., Essen H. The characterization of atomic interactiona // J. Chem. Phys.- 1984. — V.80. — N 5. — P. 1943-1960.

41. Bader R.F.W., Mac Dougall Preston J. Toward a theory of chemicalreactivity based on the charge density // J. Amer. Chem. Soc.- 1985. — V.107.1. P. 2871-2883.

42. Бейдер P. Атомы в молекулах: Квантовая теория. / Пер. с англ.-М.:1. Мир, 2001.— 532с.

43. Parr R.G. Remarks on the concept of an atom in a molecule and on chargetransfer between atoms on molecule formation // Int. J. Quant. Chem.- 1984. —1. V.26. — P. 687-692.

44. Татевский B.M., Степанов Н.Ф. Атомы в молекулах. Квантово-химические модели //Ж. физ. химии.- 1995. — Т.69. — N2. — С. 298-303.

45. Daw M.S., Baskes M.J. Embedded-atom method: Derivation and applicationto impurities, surfaces, and other defects in metals // Phys. Rev. 1984. —

46. V.B29. — N12. — P. 6443-6453.

47. Fisher A.J. Method of embedding for defect and surface problems // J. Phys. C.- 1988. — V.21. — P. 3229-3249.

48. Ludena E.V., Mujica V. Virial fragments and the Hohenberg-Kohn functional // Int. J. Quant. Chem.-1982. — V.21. — N6. — P. 927-935.

49. Прат Р.Ф. Локализация и нарушение симметрии хартри-фоковских молекулярных орбиталей. / В кн. Локализация и делокализация в квантовой химии./ Пер. с англ.; под ред. О. Шальве, Р Додель, С. Дине, Ж.-П. Мальрьё.— М.: Мир, 1978. —С. 152-164.

50. Кютзелниг В. Локализация и корреляция. / В кн. Локализация и делокализация в квантовой химии./ Пер. с англ.; под ред. О. Шальве, Р Додель, С. Дине, Ж.-П. Мальрьё.— М.: Мир, 1978. — С. 165-178.

51. Безносюк С.А., Фадин В.П. Учет кинематических условий отбора в методе функционала плотности и квазичастицы основного состояния // Изв. вузов. Физика. — 1980. — Т.23. — N 11. — С. 78-82.

52. Безносюк С.А. Концепция атомов в теории функционала плотности и динамика эффективного бозе-конденсата // Ж. Структ. Химии. -т.24.-№ 3.-1983.-С.10-13.

53. Beznosjuk S. A.,. Minaev В. F, Dajanov R. D., Kobzev G.D., Kulzhanov. А. Т., Cook А.А. Some foundations of quantum field chemistry. // Proceed, of Int. Symp. on Quant. Chem. — Praga, Czechoslovakia, 1988. — P. 90-92.

54. Безносюк C.A., Мулдахметов З.М. Квантово-полевая топология кластеров: теория химических сверхструктур компактных молекул конденсированных состояний // Вестник АН КазССР. — 1989. — N 10. — С. 30-38.

55. Безносюк С.А. Расчет N атомного межатомного потенциала методами квантово-полевой химии / В кн. Моделирование на ЭВМ радиационных дефектов в металлах.— Ленинград: Изд-во ЛФТИ АН СССР, 1989. — С. 89103.

56. Безносюк С.А., Кобзев Г.И., Кук А.Е. Квантово-полевая химия сильновозбужденных конденсированных состояний / В кн. Сильновозбужденные состояния в кристаллах.— Томск: Изд-во ИФПМ ИТНЦ СО АН СССР, 1991. —С. 47-57.

57. Безносюк С. А., Мулдахметов З.М. Метод аппроксимирующего функционала плотности /В кн. Методы расчета энергетической структуры и физических свойств кристаллов. Киев: Наукова думка, 1982. — С. 210-220.

58. Beznosjuk S.A., Krjachko E.S. Density functional theory: approximatingquasiparticle density functional // Int. J. Quant. Chem.- 1984. — V.25. — P.645.651.

59. Безносюк C.A., Жанабаев Б.Ж., Сокольский Д.В., Лыткин В.Н. Механизмы адсорбции и активации водорода переходными металлами вметоде функционала плотности // ДАН СССР. Физическая химия.- 1982.

60. Т.266. — N2. — С. 380-383.

61. Безносюк С.А., Жанабаев Б.Ж., Сокольский Д.В., Лыткин В.Н. Адсорбция и активация бензола никелем в методе графов топологической структуры энергетической поверхности // ДАН СССР. Физическая химия.1985. — Т.281. — N 2. — С. 349-352.

62. Безносюк С.А., Надиров Н.К., Безносюк Т.М., Лыткин В.Н. Электронная структура переноса заряда и спина в моногидридах NiH, CuH с критическим заполнением d- оболочки металла // ДАН СССР. Физическая химия.- 1985. —Т.282. —N6. —С. 1410-1413.

63. Безносюк, С.А. Минаев Б.Ф., Мулдахметов З.М., Кульжанов А.Т. Природа основного состояния В2, С2, N2 в методе АКФП // ДАН СССР. Физическая химия.- 1987. — Т.292. — N 2. — С. 379-383.

64. Безносюк Т.М., Минаев Б.Ф., Мулдахметов З.М. Расчет внутри- и межмолекулярных потенциалов взаимодействия атома хрома с молекулой бензола методом орбитально-оболочечного функционала плотности. //Теор. Экспер. Хим.- 1990. — N 2. — Р. 218-220.

65. Beznosjuk S.A., Minaev B.F., Dajanov R.D., Muldakhmetov Z.M. Density Functional Calculation of Transition Metal Cluster Energy Surfaces // Int. J. Quant.Chem.- 1990. — V.38. — N 6. — P. 779-797.

66. Умэдзава X., Мацумото X., Татики M. Термополевая динамика и конденсированные состояния. / Пер. с англ.-М.: Мир, 1985. — 504с.

67. Каплан И.Г. Введение в теорию межмолекулярного взаимодействия М.: Наука, 1982.— 312с.

68. Clare B. W., Kepert D.L. Elechtron-rich boranes and related molecules //Polyhedron ".-1987. — V.6. — N 3. — P. 619-626.

69. Interactions of the B3 cluster with Hatoms and H2 molecules / Hernandez Ramon, Simons lack//I.Chem. Phys.-1992.-96.N11-C. 8251-8257.

70. Yamana S. An easily constructed tetragonal pyramid model // J. Chem. Educ. 1988. — V.65. — N 12. —P. 1072-1073.

71. Ritchie J.P., King H.F., Young W.S. Structures and energies for C4 // J. Chem. Phys.-1986. — V.85. — N 9. — P. 5175-5182.

72. Faibis A., Kanter E.P., Tack L.M., Bakke E., Zabransky B.I. Geometrical structure of C3 // J. Phys. Chem.- 1987. — V.91. — N 26. — P. 6445-6447.

73. Parasuk V., Almlof I. The electronic and molecular structure of C6: Complete active space seltconsistent-field and multireference configulation interaction // J. Chem. Phys.-1989. — V.91. — N 2. — P. 1137-1141.

74. Weltner W.Jr., Van Zee R.I. Carbon molecules, ions, and clusters // Chem. Rev.-1989. —V.89. —N8. —P. 1713-1747.

75. Mladenaic M., Schamz S., Botschwina P. Large-scale ab initio calculations for C3 //J. Chem. Phys.- 1994. — V.101. — N 7. — P. 5891-5899.

76. Bleil R., Tao F.M. Kais S. Structure and stability of Cn carbon clusters // Chem. Phys. Lett.-1994. — V.229. — N 4-5. — P. 491-494.

77. Boustani I. A comparative study of ab initio SCF-CI and DFT // Chem. Phys. Lett.— 1995. — V.233. — N 3. — P. 237-278.

78. Sun M.- L., Slanina Z., Lee S.-L. Square/ hexaqon route towards the boron-nitrogen clusters // Chem.Phys. Lett.-1995. — V.233. — N 3. — P. 279-283.

79. Sufjianto A.P.R., Recio J.M. Structure and stability of BN microclusters: ABinitio calcueations for (BN)n (n=2-4) // Int. J. Qiiant.Chem.- 1994. — V.52. —1. N 1. —P. 199-210.

80. Wang C.R., Huang R.-B., Liu Z.-Y., Zheng L.-S. Asergeneration and ab initio studies of CnN* clusters // Chem. Phys. LefF.-1995.-237.N5-6.-C.463-467.

81. Fowler P.W. How unusual is C6o? Magic numbers for carbon clusters // Chem. Phys. Lett.-1986. — V. 131. — N 6. — P. 444-450.

82. Luthi H. P., Almlof J. Ab initio studies on the thermodynamic stability of theicosahedral C50 molecule "buckminsterfiillerene" // Chem. Phys. Lett.- 1987. —

83. V.l35. — N 4-5. — P. 357-360.

84. Randic M., Nikolis S., Trinajstic N. On the aromatic stability of a conjugated C60 cluster // Coat. Chem. Acta.- 1987. — V.60. — N 4. — P. 595-604.

85. Mackay A.L. Carbon crystals wrapped up // Nature.- 1990. — V.347. —1. N6291. —P. 336-337.

86. Monolopoulos D.E., May J.C., Down S.E. Theoretical studies of the fiillerenes: C34-C70 // Chem. Phys. Lett.-1991. — V.l81. — N 2-3. — P. 105111.

87. Wrage I.L., Chamberlain J.E., White H.W., Kratschmer W., Huffman D. R.

88. Scanning tunnelling microscopy of solid C60/C70 // Nature.- 1990. — V.348. —1. N6302. —P. 623-624.

89. Chang A.H.H., Ermler W.C., Pitzer R. M. The ground and excited states of

90. C60M and C60M+ ( M=0, F, K, Ca, Mn, Cs,Ba, La, Eu, U ) // J. Chem. Phys.1991. — V.94. — N 7. — P. 5004-5010.

91. Parasuk V., Almlof J. C20: the stallest fiillerene? // Chem. Phys. Lett.1991. — V.184. —N 1-3. — P. 187-190.

92. Saito S., Oshiyama A. Cohesive mechanism and energy bands of solid Сбо // Phys. Rev. Lett.-1991. — V.66. — N 20. — P. 2637-2640.

93. Lipscomb W. N., Massa L. Examples of large closo boron hyddride analogs of carbon fullerenes / // Inorg. Chem.- 1992. — V.31. — N 12. — P. 22972299.

94. Xia X., Jelski D.A., Bowser J.R., George T.F. MNDO study of boronnitrogen analogues of buckminsterfiillerene // J. Amer. Chem. Soc.- 1992. —

95. V.144. — N 16. —P. 6493-6496.

96. Быков В.А. Методы формирования и исследования пленок Ленгмюр

97. Блоджетт и молекулярная нанотехнология // Электрон, пром-сть.-1994. —1. N7-8. —С. 59-63.

98. Gruen D.M., Pan X., Krauss A.R., Liu S., Luo J., Foster C.M. Deposition and characterization of nanocrystalline diamond films // J. Vac. Sci. and Technol. F. 1994. —V.12. —N4. —P. 1491-1495.

99. Верещагин А.Л. Детонационные наноалмазы, Барнаул: Изд—во АлтГТУ, 2001, 178 с.

100. Тапака К., Sato Т., Yamabe Т., Okahara К., Uchida К., Yumura М., Niino Н., Ohschima S., Kuriki Y., Yase К., Ikazaki F. Electronic properties of carbon nanotube // Chem. Phys. Lett.- 1994. — V.223. — N 1-2. — P. 65-68.

101. Stephan 0., Aiayan P.M., Colliex C., Rtdlich Ph., Lambert I.M., Bernier P., Lefin P. Doping graphitic and carbon nanotube structures with boron and nitrogen //Science.- 1994. —V.266. — N 5191. — P. 1683-1685.

102. Endredi G., Ladik J. The problem of superconductivity in the Сбо system // Chem. Phys. Lett.-1994. — V.223. — N 3. — P. 155-158.

103. Fedurco M., Olmstead M.M., Fawcett W.R. Single-crystal X-ray structure of C6ox6SbPh3. A well-ordered structure of Сбо and a new fullerene solvent // Inorg. Chem.- 1995. — V.34. — N 1. — P. 390-392.

104. Akers K.L., Douketis C., Haslett T.L., Mockovits M. Raman spectroscopyof C60 solid films: A tale of two spectra // J. Phys. Chem.- 1994. — V.98. — N42. —P. 10824-10831.

105. Stucky GD., Mac Dougall J.E. Quantum confinement and host questchemistry: Probing a new dimension // Science.- 1990. — V.247. — N 54943.1. P. 669-678.

106. Van der Berg T.H.M., Van der Avoird A. Phonons and librons in nitrogenmonolayers adsorbed on graphite/ // Phys. Rev.B.-1991. — V.43. — N 17. —1. P. 13926-13937.

107. Loh S.K., Hales David A., Armentrout P.B. A continuous sourse for production of cold, mass selected transition metal-cluster ions. //Chem. Phys. Lett. 1986. — V. 129. — N 6. — P. 527-532.

108. Mizuno К. Helical dislocations of aluminum single crystal with a lowdislocation density. 11 J. Sci. Hiroshima Univ.- 1986. — V.A50. — N 2. — P.77.96.

109. Harbol M.R., Appling J.R., Goven A.S. State selective production of phosphorus ions via miltiphoton ionization of atomic phosphorus // J. Chem. Phys. 1994. — V.l01. — N 4. — P. 2659-2664

110. Daniel M.F., Loadbetter A.J. The structure of vapour-deposited arsenic sulphides prepared using a cooled (78 K) substrate. // Non-Cryst. Solids.- 1980.1. V.41. —N 1. —P. 127-141.

111. Nakajima A., Kishi Т., Sugioka Т., Sone Y., Kaya K. Mass distribution of aluminium negative cluster ions and their binary cluster ions mixed with a carbon atom // Chem. Phys. Lett.-1991. — V.177. — N 3. — P. 297-300.

112. Raman scattering observations and ab initio models of dicarbon complex in AlAs /Davidson B. R., Newman R. C., Lathan C. D., Jones R., Wagner J., Button С. C., Britton P. R. // Phys. Rev. B.- 1999. — V.60. — N 8. — P. 5447-5445.

113. А ТЕМ study of GalnAsP/InP heterojunctions grown by atmosphericpressure MOVPE. Spurdens P.C., Hockly M. "Mater. Lett.- 1986. — V.4. — N8.9. —P. 353-356.

114. Винокуров Д., Капитонов В.А., Коваленков О.В., Лившиц Д.А., Соколова З.Н. Самоорганизующиеся наноразмерные кластеры InP в матрице InGaP/GaAs и InAs в матрице InGaAs/InP. // Физ. и техн. полупроводников. —1999. — Т.ЗЗ —N 7. — С. 358-362.

115. Hietschold М., Paasch G Surface energies of simple metals. /Proc. 5th Annu.1.t. Symp. Electron. Struct. Metals and Alloys, Gaubig, Dresden.- 1975. — P.171.178.

116. Lam P.K., Dagorogna M.M., Cohan M.L. Self-consistent calculation ofelectron-phonon couplings // Phis. Rev.B.: Condens. Matter.- 1986. — V.34. —1. N8. —P. 5065-5069.

117. Rubio A., Balbas L.S., Alonso J.A Electronic structure of negatively charged aluminium clusters// Physica. B.-1991. — V.168. — N 1. — P. 32-38.

118. Martines A., Vela A. Stability of charged aluminum clusters // Phys. Rev. B. 1994. — V.49. — N 24. — P. 17464-17467.

119. De Brouckere G Feller D., Brion J. Configuration interaction calculations on the P2 molecule: 1. Potential energy curves of the X'Z*- and a states of P2;spectroscopic properties / // J. Phys. B.- 1994. — V.21. — N 9. — P. 16571670.

120. Warren D. S., Gimarc B.M. Maximum hardness in P6 isomers // Int. J. Quantum Chem.-1994. — V.49. — N 3. — P. 207-213.

121. Scuseria GE. A coupled clusters study of As2 // J. Chem. Phys.- 1994. —

122. V.92. — N 11. — P. 6722-6727.

123. Davy R.D., Jeffrey K.L. Aluminum nitrogen multiple bonds in small A1NH molecules: Structures and vibrational frequencies of A1NH2, A1NH3, and AINH4 / // J. Phys. Chem.-1994. — V.98. — N 36. — P. 8930-8936.

124. Bao C.G., Xie W.F., Lin C.D. Symmetry and low-lying intrashell states of three-valence-electron atoms // J. Phys. B.- 1994. — V.27. — N 9. — P. 193197.

125. Zheng X., Wang Z., Tang A. Equilibrium Structure and Stubility of AlCn (n = 2, 3) Species. // J. Phys. Chem., A.- 1999. — V.l03. — N 46. — P. 9275-9279.

126. Dudley T.J., Brown W.W., Hoffman M.R. Theoretical study of HmGaPHn.

127. Characteristics of gallium-phosphorus multiple bonds // J. Phys. Chem. A.1999. — V. 103. —N 26. — P. 5125-5160.

128. Orlova A, Goddard J. Density functional study of tetra-atomic clusters andcomplex of the P and As. Trends is structure and bonding // J. Phys. Chem. A.1999. — V. 103. — N 34. — P. 6825-6834.

129. Доценко Л.И., Николаева Л.Г., Шматко Г.Г. Динамическое рассеяние рентгеновских лучей с X, близкими к К-краю поглощения германия, нарадиационных дефектах //Укр.физ.журнал.- 1975. — V.20. — N 9. — С.1471-1475.

130. Feidennas R., Pedersen J.S., Bohr J., Nie I.M., Grey F., Johnson R.L.

131. Surface structure and long-range order of the Ge reconsruction //Phys. Rev. B.1999. —V.38. —N 14. —P. 9715-9720.

132. Falikon L.M. Effects of the 2x 1 reconst rucnion of the electronic structure ofthe (111) surface of Si and Ge. // Solid State Communs.- 1975. — V.17. — P.855.859.

133. Zacarias A.-M. Lowest energy states of small Ge clusters using densityfuncnional theory and stundard ab unitio methods // J. Phys. Chem.A.- 1999. —

134. V.103.— N38.— P. 7691-7700.

135. Williams R.S., Medeiros- Ribeiro G, Kamins T.I. Equilbrium shape diagramfor strained Ge nanocristals on Si (001) // J. Phys. Chem. B.- 1998. — V.102.1. N 48. — P. 9605-9609.

136. Данилевич-Тавсюк K.K., Лисак A.B. Электронный спектр элементарных полупроводников./ В кн. Физ. основы полупроводниковых материалов. Киев: Наукова думка, 1986, С. 108-112.

137. Pietsch U., Tsirelson V.G., Ozeron R.P. X-ray electron charge density destribution in silicon. "Phys. Status solidy", 1986, В 137, №2,441-447

138. Wang N., Tang Y. H., Zhang Y. F., Lee C. S. Nucleation and grouth of Sinanowires from silicon oxide // Phys. Rev. B.- 1998. — V.58. — N 24. — P.16026-16031.

139. Chelicovsky J.R. Transition from metallic to covalent structures in silicon clusters // Phys. Rev. Lett.-1999. — V.60. — N 25. — P. 2669-2672.

140. Bonding and structures in silicon clusters:A.valencebondinterpretation\Paterson.Charls H.,Messmer Richard PWPhys.Rev.B. 1990. —

141. V.42. — N 12. —P. 7530-7555.

142. Vlachos D.G, Schmidt L.D., Aris R. Structures of small metal clusters. 1.1.w temperature behavior // J. Chem. Phys.- 1992. — V.97. — N 9. — P.6880-6890.

143. Безносюк С.А., Жуковский M.C., Жуковская T.M. Влияние квантовой топологии кинематических связей на механизм наноструктурирования материалов // Изв. вузов. Физика.-2000. — Т.43. — N12. — С. 14-19.

144. Безносюк С.А., Безносюк М.С., Мезенцев Д.А.// Известия АГУ.1996.—N1. —С. 72-74.

145. Beznosyuk S.A., Beznosyuk M.S., Mezentzev D.A. Electron swarming in carbon nanostructures // Carbon.- 1998. — V.36. — N 5-6. — P. 717-719.

146. Beznosyuk S.A., Beznosyuk M.S., Mezentzev D.A. Electron swarming innanostructures // Computational Material Science.- 1999. — V.14. — N 1-4. —1. P. 209-214.

147. Beznosyuk S.A., Kolesnikov A.V., Mezentzev D.A., Zhukovsky M.S., Zhukovsky T.M. Dissipative processes of information dynamics in nanosystems // Materials Science & Engineering C. — 2002. — V. 19. — N 1. —P. 91 -94.

148. Single Charge Tunneling: Coulomb Blockade Phenomena in Nanostructures. NATO ASI Series. Ser. B, Physics, Vol. 294, Eds H Grabert, M H Devoret, /New York: Plenum Press, 1992, 343 p.

149. Рюденберг К. Природа химической связи, энергетический аспект. / В кн. Локализация и делокализация в квантовой химии./ Пер. с англ.; под ред. О. Шальве, Р Додель, С. Дине, Ж.-П. Мальрьё — М.: Мир, 1978. — С. 259287.

150. Безносюк С.А., Жуковский М.С., Жуковская Т.М., Колесников А.В., Мезенцев Д.А. Топологические и энергетические особенности потенциаловпозиционирования и транспорта в наносистемах. // Изв. вузов. Физика.2001. — Т.44. — N2. — С. 5-11.

151. Марч Н., Янг У., Сампантхар С. Проблема многих тел в квантовой механике. / Пер. с англ.-М.: Мир, 1969. — 496 с.

152. Kastner М.А. Artificial atoms // Phys. Today.- 1993. — V.46. — С. 24-33.

153. Безносюк С.А., Жуковский М.С., Жуковская Т.М., Колесников А.В. Наноструктурная самоорганизация термостатистических систем химических частиц // Известия АГУ.-2001. — N 3. — С. 7-11.

154. Степанов Н.Ф. Квантовая механика и квантовая химия / М.: Мир, 2001.519с.

155. Меньшиков Л.И. Сверхизлучение и некоторые родственные явления //УФН.-1999. — Т. 169. — N 2. — С. 113-154.

156. Чуев Г.Н. Статистическая физика сольватированного электрона// УФН. -1999. —Т. 169. —N2. —С. 155-170.

157. Pines D. Elementary Excitations in Solids / New York : W.A.Benjamin Inc., 1963.— 212 c.

158. Zhang S. Building from the bottom up // Materials Today.-2003. — N 5.1. P. 20-27.

159. Lehn J.-M.Toward complex matter: supramolecular chemistry and self-organization // Proc Natl Acad Sci USA.-2002. — V.99. — N 8. — P. 47634771.

160. Лавенда Б. Статистическая физика /М.:Мир.-1999.- 432 с.

161. Молекулярные постоянные неорганических соединений: Справочник / Под ред. К.С. Краснова, JL: Химия, 1979, 448 с.

162. Хьюбер К.-П., Герцбергер Г. Константы двухатомных молекул. В 2-х ч. Ч.1./ Пер. с англ., М.: Мир, 1984, 408 с.

163. Химия и периодическая таблица / Пер. с японск., под ред. К. Сайто/ М: Мир, 1982.-320 с.

164. Смирнова Н.А. Молекулярная теория растворов./ JI.: Химия, 1987, -336 с.

165. Китайгородский А.И. Смешанные кристаллы. /М.:Наука, 1983.-280 с.

166. Безносюк С.А., Безносюк M.C., Жуковская T.M. Информация склеек икомпьютерная нанотехнология вещества // Известия АТУ.- 1998. — N 4. —1. С. 43-45.