Discrete and Continuous Models and Applied Computational ScienceDiscrete and Continuous Models and Applied Computational ScienceDiscrete and Continuous Models and Applied Computational Science2658-46702658-7149Peoples' Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)8808ArticlesСтатьиResearch ArticleSimulation of Impact Interaction of Uncharged Metallic Nanoclusters with Metallic SurfaceМоделирование взаимодействия нейтральных металлических нанокластеров при соударении с металлической поверхностьюBatgerelBБатгэрэлБалтLaboratory of Information TechnologiesЛаборатория информационных технологийbatgerel@jinr.ruNikonovE GНиконовЭдуард ГермановичLaboratory of Information TechnologiesЛаборатория информационных технологийe.nikonov@jinr.ruPuzyninI VПузынинИгорь ВикторовичLaboratory of Information TechnologiesЛаборатория информационных технологийipuzynin@jinr.ruJoint Institute for Nuclear ResearchОбъединённый институт ядерных исследований150420134NO4 (2013)№4 (2013)657908092016Copyright ©; 2013, Батгэрэл Б., Никонов Э.Г., Пузынин И.В.2013Батгэрэл Б., Никонов Э.Г., Пузынин И.В.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://journals.rudn.ru/miph/article/view/8808Investigation results of impact interaction of uncharged metallic nanocluster with metallic surface are presented. Simulation and investigations of impact processes are fulfilled by molecular dynamics methods and suitable software. Characteristic dimensions of surface layer produced by impact as a functions of cluster size, colliding energy and frequency of impulsive nanoclusters source have been analysed. It was found out that penetration depth and deposited layer thickness depend on number of particles in colliding nanoclusters and frequency of impulsive nanoclusters source. It was also discovered that deposited layer thickness in contrast to penetration depth ceases depending on number of particles in colliding nanoclusters N, and frequency of impulsive nanoclusters source ω and colliding energy E with increasing of N, ω and E. And at the same time deposited layer becomes heterogeneous in thickness and gets a funnel-shaped form. It is shown that realization of one of the choice of nanoclusters surface interaction (soft landing, droplet spreading and implantation) should be controlled by means of changing of both nanoclusters beam energy and number of atoms in clusters. Investigation results should be of interest in various fields of technologies developing nanomaterial with new physical and chemical properties.В работе приводятся результаты исследований методами классической молекулярной динамики процессов взаимодействия нейтральных металлических нанокластеров при соударении с металлической поверхностью. Исследована зависимость характерных размеров структуры образованного в результате соударения поверхностного слоя от размера, энергии соударения и частоты импульсного источника нанокластеров. В результате, численно определена функциональная зависимость глубины проникновения атомов кластера в материал мишени и толщины осаждаемого слоя от количества атомов в налетающих кластерах и частоты импульсного источника. Обнаружено также, что толщина осаждаемого слоя, в отличие от глубины проникновения, перестаёт зависеть от числа атомов в налетающих кластерах N, частоты импульсного источника ω и энергии налетающих кластеров E при увеличении N, ω и E. При этом осаждаемый слой становится неоднородным по толщине и принимает характерную воронкообразную форму. Показано, что существует зависимость характеристик различных энергетических режимов (soft landing, droplet spreading и implantation) от числа атомов в налетающих кластерах. Исследованные проблемы могут представлять интерес для развития технологий получения наноматериалов с новыми физическими и химическими свойствами.molecular dynamicssimulationVerlet methodimpact interactionмолекулярная динамикананокластерымоделированиеметод Верлеударное взаимодействие1.Макаров Г.Н. Экстремальные процессы в кластерах при столкновении с твердой поверхностью // Успехи физических наук. — 2006. — Т. 176, № 2. — С. 121–174.2.Бойко В.И., Валяев А.Н., Погребняк А.Д. Модификация металлических материалов импульсными мощными пучками частиц // Успехи физических наук. — 1999. — Т. 169, № 11. — С. 1243–1271.3.Диденко А.Н., Лигачев А.Е., Куракин И.Б. Воздействие пучков заряженных частиц на поверхность металлов и сплавов. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 183 с.4.Действие излучения большой мощности на металлы / С.И. Анисимов, Я.А. Имас, Г.С. Романов, Ю.В. Ходыко. — М.: Наука, 1970. — С. 272.5.Быковский Ю.А., Неволин В.Н., Фоминский В.Ю. Ионная и лазерная имплантация металлических материалов. — М.: Атомиздат, 1991. — С. 235.6.MD Simulation of Cluster–Surface Impacts for Metallic Phases: Soft Landing, Droplet Spreading and Implantation / K. Kholmurodov, I. Puzynin, W. Smith et al. // Computer Physics Communications. — 2001. — Vol. 141. — Pp. 1–16.7.Molecular Dynamics Simulation of Cluster-Beam–Surface Impact Processes for Metallic Phases / K. Kholmurodov, I. Puzynin, W. Smith et al. // Journal of Computational Methods in Sciences and Engineering. — 2002. — Vol. 2, No 1s– 2s. — Pp. 141–147.8.Методы молекулярной динамики для моделирования физических и биологических процессов / Х. Т. Холмуродов, М. В. Алтайский, И. В. Пузынин и др. // Физика элементарных частиц и атомного ядра. — 2003. — Т. 34, № 2. — С. 472–515.9.Головнев И.Ф., Головнева Е.И., Фомин В.М. Молекулярно-динамическое исследование столкновения нанокластеров друг с другом и с подложкой // Физическая мезомеханика. — 2007. — Т. 10, № 2. — С. 5–13.10.Шайтан К.В., Терёшкина К.Б. Молекулярная динамика белков и пептидов. Методическое пособие. — 1999. — http://www.moldyn.ru/library/manual/ index.htm.11.Smith W., Yong C.W., Rodger P.M. DL POLY: Application to Molecular Simulation // Molecular Simulation. — 2002. — Vol. 28, No 5. — Pp. 385–471.12.Las Palmeras Molecular Dynamics: Flexible and Modular Molecular Dynamics / S. Davis, C. Loyola, F. Gonzalez, J. Peralta // Computer Physics Communications. — 2010. — Vol. 181, No 12. — Pp. 2126–2139.13.Норман Г.Э., Стегайлов В.В. Стохастическая теория метода классической молекулярной динамики // Математическое моделирование. — 2012. — Т. 24, № 6. — С. 3–44.