Luận án tiến sĩ: Mô phỏng cấu trúc và quá trình chuyển pha của các vật liệu Fe, FeB và SiO2 - NCS Giáp Thị Thùy Trang

Ngày đăng: 13/11/2020
Tên luận án: Mô phỏng cấu trúc và quá trình chuyển pha của các vật liệu Fe, FeB và SiO2
Ngành: Vật lý kỹ thuật                                        Mã số: 9520401
Nghiên cứu sinh: Giáp Thị Thùy Trang
Người hướng dẫn khoa học:
                      1. PGS. TSKH. Phạm Khắc Hùng
                      2. PGS. TS. Phạm Hữu Kiên
Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
 
TÓM TẮT KẾT LUẬN MỚI CỦA LUẬN ÁN
 
            (i). Cấu trúc của hạt nano Fe vô định hình gồm: các nguyên tử có số phối trí thấp ở lớp vỏ và các nguyên tử số phối trí cao ở trong lõi. Cấu trúc của hạt nano Fe tinh thể hóa gồm: lớp lõi là các nguyên tử tinh thể bcc, lớp tiếp theo là các nguyên tử tinh thể bcc biến dạng và lớp vỏ là các nguyên tử vô định hình. Quá trình tinh thể hóa hạt nano Fe trải qua các trạng thái trung gian khác nhau, sự lớn lên của đám nguyên tử tinh thể chính xảy ra song song với sự biến đổi cấu trúc (các ô tinh thể bcc méo trở thành các ô tinh thể bcc hoàn hảo hơn). Kích thước của đám nguyên tử tinh thể tới hạn là 120 nguyên tử.
            (ii). Trong quá trình tinh thể hóa hạt nano FexB100-x, sự lớn lên của đám nguyên tử tinh thể là do sự sắp xếp lại các nguyên tử ở vùng biên giữa pha vô định hình và pha tinh thể. Mầm tinh thể Fe bcc hình thành và phát triển ở những nơi có nồng độ B thấp hơn. Nguyên tử B có vai trò cản trở quá trình tinh thể hóa hạt nano FexB100-x. Kết quả cũng chỉ ra bề mặt của hạt nano Fe95B5 tinh thể hóa không đồng nhất về cấu trúc hơn so với mẫu Fe90B10.
            (iii). SiO2 lỏng không đồng nhất về hóa học và cấu trúc. Dựa trên khái niệm hạt lõi/vỏ, trong SiO2 lỏng tồn tại các vùng vi mô tinh khiết, ở đó chỉ chứa hoặc nguyên tử O hoặc Si. Dựa trên khái niệm domain, cấu trúc SiO2 lỏng (hoặc VĐH) gồm các domain Dx (x = 4, 5 và 6) chiếm các vùng không gian tách biệt, ranh giới giữa các domain là domain biên, domain Dx và domain biên tương ứng là vùng mật độ cao và mật độ thấp.          
            (iv). Động học của SiO2 lỏng là không đồng nhất. Cụ thể, trong SiO2 lỏng tồn tại đám các hạt lõi/vỏ (đám các nguyên tử) bền vững và không bền vững. Kết quả cũng cho thấy, mức độ không đồng nhất giảm theo áp suất và thời gian quan sát.
            (v). Khi áp suất tăng, SiO2 lỏng (VĐH) xảy ra chuyển đổi cấu trúc từ domain D4 sang domain D6 thông qua domain D5, kèm theo hai quá trình song song là chia tách và hợp nhất các domain. Cấu trúc của SiO2 lỏng khi nén trải qua 5 vùng áp suất, cụ thể là: trong 3 khoảng áp suất  tương ứng với cấu trúc gồm 1 domain D4, D5 và D6; tại các điểm 10 và 30 GPa có cấu trúc 2 domain tương ứng D4 và D5, D5 và D6. Tương tự với cấu trúc SiO2 lỏng, SiO2 VĐH cũng có cấu trúc thay đổi qua 5 vùng áp suất khi nén.
            (vi). Cơ chế đậm đặc hóa trong SiO2 lỏng và vô định hình diễn ra như sau: tăng mật độ nguyên tử trong vỏ và lõi của các hạt; các hạt O lớn số vỡ ra thành nhiều hạt O nhỏ. Đồng thời thể tích Voronoi của các nguyên tử, các domain giảm. Chúng tôi cũng chỉ ra cơ chế đậm đặc hóa kéo theo sự biến đổi Si4 → Si5, Si5 → Si6 và O2 → O3. Luận án sử dụng các khái niệm, phương pháp mới như: tần số cấu trúc động học fx, phân tích các hạt lõi/vỏ, phân tích domain.

Giáp Thị Thùy Trang.rar

THÔNG TIN LIÊN HỆ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
PHÒNG ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC

Phòng 203, Nhà C1, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

Điện thoại: 024 3869 2117

Email: dt@hust.edu.vn