Order and segregation effects in Pt-Ni and Pt-Ag nanoalloys in a tight binding

Les nanoalliages présentent des propriétés remarquables conduisant à de nombreuses applications, allant de la catalyse au stockage magnétique de l’information et pour des applications médicales. Ainsi on peut s’attendre, pour les systèmes Pt-Ni et Pt-Ag, à une compétition entre les effets d’ordre chimique et de ségrégation de surface associés à la structure et la morphologie de la nanoparticule dans l’espace. Il existe une approche cohérente qui sépare les principaux phénomènes liés à la structure de ceux liés à la chimie des alliages.En outre, elle doit pouvoir tenir compte des effets associés à la coupure des liaisons, tout en intégrant la différence de rayons atomiques entre les composants de l’alliage, si celle-ci n’est pas négligeable. C’est un modèle d’Ising sur réseau dans un formalisme de liaisons fortes (Tight binding Ising model) dans le lequel les grandeurs énergétiques sont ajustées sur des calculs ab initio ou à l’aide d’un potentiel interatomique dans l’approximation au second moment de la densité d’états en Liaisons Fortes(TB-SMA). Des simulations Monte Carlo en TBIM pour les systèmes Ni-Pt et Pt-Ag ont été effectuées en volume, sur les surfaces et les agrégats pour comprendre la compétition entre la ségrégation en surface et l’ordre chimique au cœur des nanoalliages. L’ordre au coeur des agrégats est comparée aux phases de volume et l’ordre sur les facettes est comparé aux surfaces infinies. On retrouve une correspondance entre les systèmes finis dans les agrégats et leur équivalent semi-infini ou infini , ce qui constitue un bon guide pour prévoir les arrangements chimiques des nanoalliages.Nanoalloys exhibit remarkable properties leading to numerous applications, ranging from catalysis to magnetic information storage and for medical applications. Thus we can expect, for the Pt-Ni and Pt-Ag systems, a competition between the chemical effects and surface segregation associated with the structure and the morphology of the nanoparticle in the 'space. There is a coherent approach that separates the main phenomena related to structure from those related to alloy chemistry. In addition, it must be able to take into account the effects associated with the breaking of bonds, while integrating the difference in atomic radii between the components of the alloy, if this is not negligible. It is a network Ising model in a tight binding Ising model (TBIM) in which the energy quantities are adjusted on ab initio calculations or using an interatomic potential in the second moment approximation of the density of strong bond states (TB-SMA). Monte Carlo simulations in TBIM for the Ni-Pt and Pt-Ag systems were carried out in volume, on low index surfaces and on aggregates to describe and understand competition between surface segregation and chemical order at the core of nanoalloys. The chemical arrangement at the core of the aggregates is compared to the bulk phases and the chemical order on the facets is compared to the infinite surfaces of the same index. We generally find a correspondence between the finite systems in the aggregates and their semi-infinite or infinite equivalent, which constitutes a good guide to predict the chemical arrangements of nanoalloys. Chemical order and surface segregation are important in controlling the catalytic properties of these systems