Computer Modelling of Metal Nanoparticles Adsorbed on Graphene

Abstract

The influence of deposited Al, Pd, Co, Au, Ni atoms on a single-layer graphene substrate is investigated using computer simulations. The computer modelling of spraying nanoparticles on the basis of molecular dynamics method is implemented using the NVIDIA®CUDATM technique. According to the results of model calculations, the general behaviour of the system is investigated. The experiments are performed to study the sputtering of atoms of different metals under different initial conditions of the system. Based on these sprays, the behaviour at the beginning of the interaction of the deposited atoms with the substrate is analysed. The time dependences of the lateral position of nanoparticles’ centre of mass and the substrate force throughout the experiment for different sprayed materials are compared. The behaviour of total and potential energies, temperature and momentum of the system is studied. As shown, there is a jump in total energy and temperature as well as a change in the behaviour of the momentum and the substrate force when carbon atoms of graphene are reached for all depositions.

За допомогою комп’ютерного моделювання досліджується вплив нанесених атомів Al, Pd, Co, Au, Ni на одношарову графенову підкладинку. Комп’ютерне моделювання розпорошення наночастинок на основі методу молекулярної динаміки реалізовано за технологією NVIDIA®CUDATM. за результатами модельних розрахунків досліджено загальну поведінку системи. Проведено експерименти з вивчення розпорошення атомів різних металів за різних початкових умов системи. На основі цих напорошень аналізується поведінка на початку взаємодії нанесених атомів з підкладинкою. Порівняно часові залежності латерального положення центру мас наночастинок і сили підкладинки протягом експерименту для різних матеріалів, що напрошуються. досліджено поведінку повної та потенціальної енергій, температури й імпульсу системи. Показано, що спостерігається стрибок сумарної енергії та температури, а також зміна поведінки імпульсу та сили підкладинки при досягненні атомами Карбону графену для всіх осаджень.