I. Nghiên cứu cấu trúc và tinh thể hóa hạt nano Fe và FeB
Luận án tập trung vào nghiên cứu cấu trúc và tinh thể hóa của hạt nano Fe và FeB thông qua mô hình hóa. Đối tượng nghiên cứu bao gồm vật liệu kim loại Fe khối và các vật liệu nano Fe, FeB. Mục tiêu chính là khám phá cơ chế tinh thể hóa ở cấp độ nguyên tử, đặc biệt là ảnh hưởng của kích thước hạt nano và nồng độ nguyên tử B. Phương pháp mô hình hóa động lực học phân tử được sử dụng để phân tích cấu trúc vi mô và động học của các mô hình vật liệu.
1.1. Cấu trúc hạt nano Fe và FeB
Cấu trúc hạt nano Fe và FeB được nghiên cứu chi tiết thông qua mô hình động lực học phân tử. Các hạt nano có thể tồn tại ở trạng thái tinh thể hoặc vô định hình, với phần lõi gần giống cấu trúc vật liệu khối và phần bề mặt có cấu trúc xốp. Nano Fe và nano FeB được phân tích để hiểu rõ sự biến đổi cấu trúc khi chuyển từ trạng thái vô định hình sang tinh thể. Kết quả cho thấy sự khác biệt rõ rệt về cấu trúc và tính chất giữa hai trạng thái này.
1.2. Tinh thể hóa nano Fe và FeB
Quá trình tinh thể hóa nano Fe và FeB được nghiên cứu thông qua mô phỏng nhiệt độ và thời gian ủ. Các mầm tinh thể nhỏ xuất hiện ngẫu nhiên trong hạt nano, chủ yếu ở phần lõi. Quá trình này diễn ra theo quy luật hàm mũ, với sự phát triển của các đám tinh thể theo thời gian. Tinh thể hóa Fe và tinh thể hóa FeB được phân tích để hiểu rõ cơ chế khuếch tán và ảnh hưởng của nồng độ nguyên tử B lên quá trình này.
II. Mô hình hóa và phân tích cấu trúc
Phương pháp mô hình hóa động lực học phân tử được sử dụng để xây dựng và phân tích các mô hình vật liệu. Các phương pháp phân tích cấu trúc như hàm phân bố xuyên tâm và phân tích lân cận chung (CNA) được áp dụng để nghiên cứu cấu trúc vi mô của hạt nano Fe và FeB. Kết quả cho thấy sự khác biệt rõ rệt về cấu trúc giữa các trạng thái lỏng, vô định hình và tinh thể.
2.1. Mô phỏng vật liệu nano Fe và FeB
Mô phỏng vật liệu nano Fe và FeB được thực hiện để nghiên cứu cấu trúc và động học của chúng. Các mô hình được xây dựng dựa trên thế tương tác cặp Pak-Doyama. Kết quả mô phỏng cho thấy sự biến đổi cấu trúc và tính chất của vật liệu khi chuyển từ trạng thái lỏng sang vô định hình và tinh thể. Mô hình hóa nano giúp hiểu rõ cơ chế tinh thể hóa và ảnh hưởng của kích thước hạt nano lên quá trình này.
2.2. Phân tích cấu trúc tinh thể
Phân tích cấu trúc tinh thể của hạt nano Fe và FeB được thực hiện thông qua các phương pháp như hàm phân bố xuyên tâm và CNA. Kết quả cho thấy sự khác biệt về cấu trúc giữa phần lõi và bề mặt của hạt nano. Cấu trúc hạt nano được nghiên cứu chi tiết để hiểu rõ sự biến đổi cấu trúc khi chuyển từ trạng thái vô định hình sang tinh thể.
III. Ứng dụng và ý nghĩa thực tiễn
Luận án cung cấp những hiểu biết sâu sắc về cấu trúc và tinh thể hóa của hạt nano Fe và FeB, có ý nghĩa quan trọng trong nghiên cứu vật liệu nano. Kết quả nghiên cứu có thể ứng dụng trong các lĩnh vực như xúc tác, lưu trữ từ tính và chế tạo vật liệu nano. Nghiên cứu nano này mở ra hướng phát triển mới trong việc thiết kế và chế tạo vật liệu nano với các tính chất đặc biệt.
3.1. Ứng dụng trong công nghệ nano
Kết quả nghiên cứu về hạt nano Fe và FeB có thể ứng dụng trong các lĩnh vực công nghệ nano như xúc tác, lưu trữ từ tính và chế tạo vật liệu nano. Nghiên cứu cấu trúc và tinh thể hóa giúp tối ưu hóa quá trình chế tạo và cải thiện tính chất của vật liệu nano.
3.2. Ý nghĩa khoa học
Luận án đóng góp vào việc làm sáng tỏ cơ chế tinh thể hóa và cấu trúc của hạt nano Fe và FeB, cung cấp cơ sở lý thuyết cho các nghiên cứu tiếp theo. Nghiên cứu nano này mở ra hướng phát triển mới trong việc thiết kế và chế tạo vật liệu nano với các tính chất đặc biệt.
