Statistical-variational calculation of structural and thermodynamic characteristics of system "crystalline nanoparticle - homogeneous gaseous environment"

Abstract

In this study we used the procedure developed before for system of statistical equations solution, and formula, determining structural and thermodynamic characteristics of inhomogeneous molecular systems. These equations were derived within two-level statistical approach, based on Bogolubov - Bom - Green - Kirkwood - Ivon correlation function method (BBGKI), Rott condition correlative function method and thermodynamic density functionals method. The article implements a method for the variational calculation of the density profile in the vicinity of a spherical crystalline nanoparticle in equilibrium with a gaseous medium at a temperature below the triple point, and also establishes a correlation between the structure and thermodynamic characteristics of crystalline nanoparticles, taking into account the spatial relaxation of the lattice at their boundary with the surrounding gas environment.

В данном исследовании использовали разработанную ранее процедуру решения системы статистических уравнений и формулу, определяющую структурные и термодинамические характеристики неоднородных молекулярных систем. Эти уравнения были выведены в рамках двухуровневого статистического подхода, основанного на методе корреляционных функций Боголюбова-Бома-Грина-Кирквуда-Ивона (BBGKI), методе корреляционных функций условия Ротта и методе термодинамических функционалов плотности. В статье реализован метод вариационного расчета профиля плотности вблизи сферической кристаллической наночастицы, находящейся в равновесии с газовой средой при температуре ниже тройной точки, а также установлена ​​корреляция между структурой и термодинамическими характеристиками кристаллических наночастиц с учетом пространственной релаксации решетки на их границе с окружающей газовой средой.