Határfelületek mozgása nanorendszerekben = Interface motion in nanostructures

Erdélyi, Zoltán and Katona, Gábor (2007) Határfelületek mozgása nanorendszerekben = Interface motion in nanostructures. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 43372_ZJ1.pdf Download (435kB)

Abstract

Megmutattuk, hogy fázisszeparálódó rendszerekben, a koncentrációfüggő diffúziós együttható és a korlátozott oldékonyság együttes hatása egy diffúziós pár két mátrixát elválasztó határfelület eltolódásának kinetikáját befolyásolja atomi/nano skálán. A határfelület eltolódása nem a klasszikus elméletekből várt négyzetgyökös időfüggést mutatja (anomális diffúzió). Ezt kísérletileg is igazoltuk. Megmutattuk, hogy a korlátlan oldékonyságú rendszerekben végbemenő diffúziós eredetű határfelület-élesedés (DEHÉ) különböző eredetű feszültségek létrejötte, megléte esetén is végbemegy. A feszültségek csak a folyamat kinetikáját befolyásolják. Ezzel egyértelművé vált, hogy a DEHÉ egy a természetben létező jelenség lehet. Ezt később kísérletileg igazoltuk is. Modellszámolásaink megmutatták, hogy a fázis szeparációs rendszerekben korábban megjósolt úgynevezett ""surfactant"" jelenség reális rendszerekben gyakorlatilag nem létezik. Ezen eredményeink után számolásainkat kiterjesztettük olyan irányba, melyek segíthetnek a reakció diffúzió atomisztikus megértésében, azaz amikor a diffúziós zónában (DZ) rendezett fázis is létrejöhet. Atomisztikus modellre támaszkodva egy lehetséges feloldását adtuk a diffúziós irodalomban régen fennálló paradoxonnak, miszerint a DZ növekedésének sebessége tart a végtelenhez az idő csökkenésével, másképpen fogalmazva az atomi áram tart a végtelenhez. Továbbá az ún. reakciókinetikai együttható atomisztikus értelmezését is megadtuk. | We have shown that in phase separating systems, the shift kinetics of the interface separating the two matrixes in a diffusion couple is influenced on the atomic/nano scale by the composition dependent diffusion coefficient and the restricted solubility. The interface shift is not proportional to the square root of the time as expected from the classical theories (anomalous diffusion). We have also proved it experimentally. We have shown that an initially diffused interface may sharpen by diffusion in completely miscible systems even considering different types of stresses. The stress effects influence only the kinetics of the process. These results also hinted that the interface sharpening must have been a real phenomenon. Later we have proved it experimentally, too. Our computer simulations have shown that so-called ''surfactant'' phenomenon in phase separating systems which was predicted previously by other authors practically does not exist in real systems. Later, we have extended our calculations to understand the atomistic details of reaction diffusion, i.e. when an ordered phase growths in the diffusion zone (DZ). On the basis of an atomistic model, we show a possible resolution of a long standing diffusion paradox, according to which the growth rate of DZ tends to infinite with decreasing time. In other words the atomic current tends to infinite. Moreover, we have also given the atomistic meaning of the so-called reaction kinetics coefficient.

Actions (login required)

Edit Item