Influence of surface roughness on the deformation of gold nanoparticles under compression

L'influence de la rugosité de la surface sur la mécanique des nanoparticules à facettes Au soumises à la compression est étudiée à l'aide de simulations de dynamique moléculaire. Les résultats montrent un impact croissant de la rugosité de surface sur la réponse mécanique tout en diminuant les paramètres de rugosité avec des variations de résistance critique allant jusqu'à 90% de celle calculée dans le cas de nanoparticules à surface plane. Les rebords de surface agissent comme des concentrateurs de contraintes et des sites de nucléation pour l'émergence de dislocations dans les systèmes de glissement réguliers 1/2<110>{111} et moins courants 1/2<110>{001}. En outre, les surfaces rugueuses évoluent continuellement au cours de la déformation sous l'influence d'un processus de cisaillement de la surface des dislocations qui influe sur le processus de nucléation des dislocations. Enfin, la limite d'élasticité des nanoparticules montre une forte dépendance à la surface de contact réelle avec deux régimes distincts qui dépendent du fait que les dislocations se nucléent à partir d'un îlot atomique de surface isolé ou à partir d'un îlot relié à un bord. Un modèle de prédiction de la résistance des nanoparticules reposant sur la topographie de la surface est proposé. Cette étude offre de nouvelles perspectives sur l'interprétation de la diffusion des données de contraintes critiques souvent mesurées dans les expériences mécaniques réalisées à l'échelle nanométrique.