Анотація до роботи:

Морозов О.М. Монте-карлівське моделювання орієнтаційних фазових переходів у граткових системах адсорбованих молекул. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.18 - фізика і хімія поверхні. Інститут хімії поверхні НАН України, Київ, 2003.

Орієнтаційні фазові переходи (ОФП) у граткових системах адсорбованих молекул виникають внаслідок конкуренції міжмолекулярних взаємодій, що прагнуть упорядкувати молекули в енергетично вигідні структури, та теплових флуктуацій, що руйнують цей порядок. У дисертаційній роботі за допомогою монте-карлівського моделювання вивчено ОФП в моношарах молекул, що при адсорбції на поверхні твердих тіл утворюють граткові системи.

Для адсорбатів полярних молекул основний внесок у міжмолекулярну взаємодію дають диполь-дипольні взаємодії. Нами досліджено вплив дальнодіючого характеру цих взаємодій на температури ОФП для трикутних ґраток диполів з декількома можливими орієнтаціями в площині ґратки. Проведено порівняння отриманих результатів із теоретичними оцінками й експериментальними даними для системи гідроксильних груп на поверхні кремнезему, що подібна до трикутної гратки диполів із трьома можливими орієнтаціями уздовж осей гратки.

У системах адсорбованих неполярних молекул міжмолекулярна взаємодія включає квадруполь-квадрупольний момент розкладення кулонівського потенціалу, дисперсійні та відштовхувальні взаємодії. Для широкого кола експериментально вивчених моношарів адсорбатів неполярних молекул орієнтаційну частину гамільтоніана можна наближенно відтворити гратковою сумою, що має структуру диполь-дипольної, але з перенормованими константами взаємодії (квазідипольний гамільтоніан). Дослідження системи з квазідипольним гамільтоніаном та чотирма дискретними орієнтаціями молекулярних моментів на гратці Бете з координаційним числом 4 (аналог квадратної гратки) показало, що при певному відношенні констант мікроскопічної взаємодії виникає проміжний за температурою новий тип орієнтаційної фази. Ця фаза характеризується наявністю анізотропії без спонтанної поляризації. Досліджено фазову діаграму орієнтаційних станів такої системи шляхом отримання точних рішень для статистичної суми на ґратці Бете. На фазовій діаграмі знайдено потрійну точку, а також точки зміни роду фазових переходів. В монте-карлівському експерименті для відповідної моделі на квадратній гратці визначено відношення констант мікроскопічної взаємодії, при яких можливе експериментальне спостереження анізотропно орієнтованої фази з нульовою спонтанною поляризацією.

Квазідипольну модель у поєднанні з монте-карлівським моделюванням було використано для дослідження ОФП в моношарі молекул CO, що адсорбовані на поверхні NaCl(100). Знайдено температуру ОФП цієї системи з урахуванням квадрупольного потенціалу взаємодії молекул СО, що мають квазінормальні орієнтації і 4 можливі напрями проекцій на площину поверхні. Отримане значення температури переходу T_c = 19±1K узгоджується з експериментальним інтервалом значень 17,521,5K. Отримано температурні залежності теплоємності, енергії та параметра дальнього порядку для системи СО/NaCl(100).

Публікації автора:

1. Огенко В.М., Морозов А.Н., Розенбаум В.М., Гречко Л.Г., Клименко В.Е. Монте-карловское моделирование ориентационного фазового перехода в монослое молекул CO не поверхности NaCl(100). // Доповіді НАН України – 2003. - № 1, - C. 63-66.

Здобувачем було виконано монте-карлівське чисельне моделювання орієнтаційного фазового переходу в системі CO/NaCl(100). З чисельного експерименту були отримані температурні залежності теплоємності, параметру порядку, енергії та знайдено температуру фазового переходу.

2. Розенбаум В.М., Морозов А.Н. Флуктуационное взаимодействие изинговских подсистем. // Письма в ЖЭТФ –2002. - Т. 75, № 12. - С. 756-759.

Здобувачем за допомогою монте-карлівського моделювання флуктуаційних взаємодій на квадратній ґратці з двома ізінгівськими спіновими підсистемами було виявлено відношення параметрів гамільтоніану, при якому виникає орієнтаційна структура нового типу.

3. Morozov A.N., Rozenbaum V.M., Grechko L.G. and Ogenko V.M. Мonte Carlo сalculations of phase transition temperatures for a triangular dipole lattice. // React. Kinet. Catal. Lett. –1993. - V.50, No 1-2. - P. 249-256.

Здобувачем було проведено розрахунки температур орієнтаційних фазових переходів на трикутній гратці диполів.

4. Морозов А.Н., Гречко Л.Г., Огенко В.М., Розенбаум В.М. Расчеты методом Монте-Карло температур фазовых переходов на треугольной решетке переориентирующихся диполей. //Физика низких температур –1992. - Т. 18, № 9. - С. 1018-1021.

Здобувачем за допомогою методу Монте-Карло було враховано дальнодіючий характер диполь-дипольної взаємодії на трикутній гратці диполів. Було проведено оцінку температури орієнтаційного фазового переходу в системі гідроксильних груп, адсорбованих на поверхні кремнезему.

5. Rozenbaum V.M., Morozov A.N. and Lin S.H. New type of orientational ordering in 2D quasidipole system with degenerate ground state. //Proc. XVI Int. School-Seminar "Spectroscopy of molecules and crystas" – Sevastopol (Ukraine). – 2003. – P. 21.

6. Morozov A.N., Rozenbaum V.M. and Lin S.H. Monte Carlo simulation and Bethe-lattice modeling of orientational ordering in 2D quasidipole systems with fluctuation interactions. //Proc. XVI Int. School-Seminar "Spectroscopy of molecules and crystas" – Sevastopol (Ukraine). – 2003. – P. 227.

7. Розенбаум В.М., Морозов А.Н. Новый тип ориентационного порядка в двумерных решёточных системах с флуктуационным взаимодействием. изинговских подсистем. //Тези доповідей "Всеукраїнська конференція молодих вчених з питань хімії" – Київ. – 2003. – С. 86.