Al20+ does melt, albeit above the bulk melting temperature of aluminium

文献情報

出版日 2014-12-16
DOI 10.1039/C4CP05143B
インパクトファクター 3.676
著者

Udbhav Ojha, Krista G. Steenbergen, Nicola Gaston


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要旨

Employing first principles parallel tempering molecular dynamics in the microcanonical ensemble, we report the presence of a clear solid–liquid-like melting transition in Al20+ clusters, not found in experiments. The phase transition temperature obtained from the multiple histogram method is 993 K, 60 K above the melting point of aluminium. Root mean squared bond length fluctuation, the velocity auto-correlation function and the corresponding power spectrum further confirm the phase transition from a solid-like to liquid-like phase. Atoms-In-Molecules analysis shows a strong charge segregation between the internal and surface atoms, with negatively charged internal atoms and positive charge at the surface. Analysis of the calculated diffusion coefficients indicates different mobilities of the internal and surface atoms in the solid-like phase, and the differences between the environment of the internal atoms in these clusters with that of the bulk atoms suggest a physical picture for the origin of greater-than-bulk melting temperatures.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

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