Особенности взаимодействия атомов инертных газов низкой энергии с метильными группами на поверхности материалов с ультранизкой диэлектрической проницаемостью

В настоящей работе с помощью компьютерного моделирования исследована возможность функционализации поверхности материалов с ультранизкой диэлектрической проницаемостью под действием атомов инертных газов низкой энергии. Моделирование проводили квантовомеханическим методом теории функционала плотности с использованием алгоритмов молекулярной динамики в программном пакете VASP. Детальный анализ рассчитанных траекторий позволил выявить условия, при которых воздействие налетающих атомов He, Ne, Ar, Xe с энергией до 30 эВ может приводить к удалению поверхностных метильных групп, обеспечивающих гидрофобные свойства поверхности таких диэлектриков. На основании полученных данных сделана оценка пороговой энергии (минимальной энергии атомов, при которой возможно образование CH₃-радикала), и исследованы особенности механизма такого процесса при воздействии легких и тяжелых атомов. Показано, что в рассматриваемом диапазоне энергий взаимодействие Ne, Ar и Xe с метильными группами имеет преимущественно столкновительный характер, поэтому с ростом массы налетающей частицы пороговая энергия возрастает. В противоположность этому, воздействие атома He способно вызывать возмущение пространственного распределения электронной плотности вблизи метильной группы, которое инициирует интенсивные колебания атомов и в итоге приводит к отрыву метильной группы.