Кинетическое Монте-Карло моделирование роста нанокристаллов СdSe

Аннотация

Статья посвящена моделированию кинетики коллоидной кристаллизации наночастиц (NPs) селенида кадмия (CdSe). С учетом вкладов констант скорости реакции отдельных стадий модифицировано кинетическое уравнение, включающее константы скорости реакции, термодинамические и расчетные параметры и физические свойства. Использована модифицированная кинетическая модель на основе уравнения кристаллизации, где учтены вклады адсорбции, десорбции и миграции зародившихся частиц в разное время. Модифицированная модель предполагает, что при кристаллизации NPs CdSe мономерные звенья зависят от частоты переходов присоединения и отрыва комплекса мономер–CdSe. В этом случае превращения предшественника в мономер, формирование эффективного мономера и зародышеобразование переходят в стадию роста нанокристаллов (NC CdSe) с засеянной массой. В процессе полученный нанокластер будет и дальше расти за счет раннего созревания, старения и последующего роста в более крупный NC CdSe. Кинетическим методом Монте-Карло (КМС) аппроксимирована модель процесса зарождение–рост NC с учетом разных вкладов в константы скорости реакции. Модифицированная модель с использованием КМС позволяет описать зависимости кинетических констант скорости от среднего радиуса наночастиц как функцию времени, концентрации и распределения NC CdSe в заданное время. Описаны условия формирования NPs CdSe с эволюционной функцией распределения NC CdSe в пространстве размера. Результаты моделирования кинетики коллоидной кристаллизации CdSe могут быть использованы для управления скоростью зарождения и роста NPs CdSe, а также аналогичных систем при формировании качественных NC.