Экспериментальное и теоретическое исследование сверхтонких пленок на основе алюминия армированных упорядочено-расположенным нанопроволоками переходных металлов

Объектом исследования являются нанокомпозитные материалы на основе упорядоченных нанопроволок титана/циркония в алюминиевой матрице.Цель работы - теоретическое и экспериментальное изучение сложных нанокомпозитных материалов, разработка и использование методов компьютерного моделирования для предсказания их структуры и свойств с целью создания новых материалов с уникальными физическими и механическими свойствами. В качестве методов исследования используются методы молекулярной динамики с многочастичным потенциалом межатомного взаимодействия, первопринципные расчеты энергии основного состояния в рамках теории функционала плотности, экспериментальные методы создания наноструктур на основе пористого алюминия. За время выполнения проекта проведены следующие работы: подобраны межатомные потенциалы для систем Ti-Al, протестированы имеющиеся потенциалы для системы Al-Zr, проведены исследования стабильности систем на основе упорядоченных нанокластеров Ti и Zr в алюминиевой матрице, рассчитаны равновесные параметры решетки, объемные и упругие модули Ti-Al систем c различным соотношением атомов алюминия и титана, проведены тестовые расчеты упругих свойств системы упорядоченных нанопроволок ГЦК титана погруженных в ГЦК алюминий. Проведены расчеты фононных спектров указанных систем. Отработаны схемы расчета атомной релаксации сложных нанокомпозитов в рамках теории функционала электронной плотности. Полученные результаты будут служить основой при дальнейшем выполнении проекта и могут использоваться при разработке практических методов создания новых перспективных наноматериалов. Задача, поставленная в настоящем проекте является новой и представляет собой попытку исследовать свойства фононных метаматериалов, представляющих собой наноматериал.