МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА УСТАНОВЛЕНИЯ ОРИНЕТАЦИОННОГО РАВНОВЕСИЯ ПАРЫ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК В ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ
Институт вычислительного моделирования СО РАН
Принципиальная возможность поэтапной сборки наноструктуры предопределенной формы [1] порождает интерес к механике установления ориентационного равновесия для предварительно сформированной пары частиц. Как известно, под действием внешнего поля ансамбль частиц стремится занять положение, соответствующее минимуму потенциальной энергии его взаимодействия с полем. Внешнее электромагнитное поле вызывает поляризацию на каждой частице, и взаимодействие этих поляризаций имеет тенденцию выравнивать частицы вдоль направления внешнего поля, которому противодействует тепловое движение. В результате действия этих двух процессов устанавливается определенное равновесное распределение пространственной ориентации наночастиц. Оно носит статистический характер и зависит от механизма взаимодействия ансамбля с внешним полем. Ориентация частиц в переменном поле связана с определенными временами релаксации, которые зависят от вязкости и температуры среды, а также от геометрической структуры образцов.
Таким образом, работа посвящена численному анализу процесса установления ориентационного равновесия пар наночастиц в лазерном поле. Предложенная в работе методика позволяет перенести хорошо анализируемые аналитически модели, справедливые при некоторых ограничениях, на общий случай. Показано, что процесс установления ориентационного равновесия может быть описан шестью обыкновенными диффенциальными уравнениями, что позволяет как численно оценить время установления, так и предсказать положение пары через заданный промежуток времени, в том числе в отсутствии внешнего излучения. Было также получено статистическое распределение по ориентациям для частиц CdTe в поле умеренного лазерного излучения и оценено среднее время установления ориентационного равновесия.
