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相似文献
 共查询到17条相似文献,搜索用时 171 毫秒
1.
冯黛丽  冯妍卉  张欣欣 《物理学报》2013,62(8):83602-083602
采用分子动力学方法模拟了半径从0.3–1.3 nm变化的小尺寸铝纳米团簇的熔化、凝固行为. 基于势能-温度曲线、热容-温度曲线分析, 获得了熔点、凝固点与尺寸的依变关系, 并利用表面能理论、小尺寸效应开展了现象分析.研究表明, 铝团簇原子数小于80时, 熔点和凝固点的尺寸依赖性出现无规律的异常变化; 而大于该原子数, 熔、凝固点则随着团簇尺寸的减小而单调下降; 当原子数为27时, 团簇熔点高于块材熔点近40 K. 同时, 铝纳米团簇呈现出凝固滞后现象, 即凝固点低于熔点. 关键词: 纳米团簇 熔点 凝固点 分子动力学  相似文献   

2.
本文采用分子动力学模拟方法,研究了银、钴和铂原子纳米团簇的熔化过程,模型采用的是Johson的EAM作用势.模拟结果表明,较大原子数目的纳米团簇其熔点随尺寸单调增加,而较小原子数目的团簇熔点和尺寸呈现无规则变化;大多数团簇在熔点附近都出现了负热容现象,说明负热容是纳米团簇在熔化过程中的一个普遍现象.  相似文献   

3.
张英杰  肖绪洋  李永强  颜云辉 《物理学报》2012,61(9):93602-093602
纳米团簇负载到基体上的结构演化和热稳定性是其走向技术应用的关键. 本文用分子动力学结合嵌入原子方法模拟了具有二十面体初始结构的Co281Cu280 混合双金属团簇在Cu(010)基体上的熔化过程, 考察了基体的Cu原子可以自由移动(自由基体)和固定(固定基体)两种条件对负载团簇熔化的影响. 发现基体条件对团簇的熔化有明显的影响. 在自由基体上团簇原子的温度-能量曲线存在明显的团簇熔化时的能量突变点, 熔点为1320 K, 低于固定基体上团簇的熔点1630 K. 在升温过程中团簇的二十面体结构会在基体表面发生外延生长. 外延团簇随着温度增加发生表面预熔, 预熔原子会逐渐向基体表面扩散形成薄层, 直至完全熔化. 自由基体上团簇原子的嵌入行为会使原子的分布状态产生不同于固定基体上的演变.  相似文献   

4.
本采用分子动力学模拟方法,研究了银、钴和铂原子纳米团簇的熔化过程,模型采用的是Johson的EAM作用势。模拟结果表明,较大原子数目的纳米团簇其熔点随尺寸单调增加,而较小原子数目的团簇熔点和尺寸呈现无规则变化;大多数团簇在熔点附近都出现了负热容现象,说明负热容是纳米团簇在熔化过程中的一个普遍现象。  相似文献   

5.
采用分子动力学方法和原子嵌入势模拟了大尺寸金(n=1136~1556)、银(n=1088~1724)、铜(n=1000~1600)、铂(n=1004~1800)原子纳米团簇的熔化过程,得出了相应纳米团簇的势能随温度的变化曲线以及热容量随温度的变化曲线,研究了各种原子纳米团簇熔点与其团簇尺寸的关系.模拟结果表明团簇的熔点随团簇尺寸增大而升高,并逐渐向大块晶体靠拢.所有纳米团簇在熔化过程中在熔点附近都出现负热容现象,通过对团簇熔化前后结构的比较,分析了导致这种现象的原因.  相似文献   

6.
采用分子动力学方法和原子嵌入模型势模拟了大尺寸金(n=1136--1556)、银(n=1088--1724)、铜(n=1000--1600)、铂(n=1004--1800)原子纳米团簇的熔化过程,得出了相应纳米团簇的势能随温度的变化曲线以及热容量随温度的变化曲线,研究了各种原子纳米团簇熔点与其团簇尺寸的关系。模拟结果表明团簇的熔点随团簇尺寸增大而升高,并逐渐向大块晶体靠拢。所有纳米团簇在熔化过程中在熔点附近都出现负热容现象,通过对团簇熔化前后结构的比较研,分析了导致这种现象的原因。  相似文献   

7.
采用分子动力学方法和F-S多体势函数,模拟研究纳米铜团簇常温下能量特征及其在升温直到熔化过程中的变化,确定了常温下纳米铜团簇的表面原子厚度和表面能,给出在不同温度下纳米铜团簇能量大小分布比例和能量的概率密度,细致描述了团簇升温过程团簇内部原子和表面原子之间不同的变化特征. 关键词: 铜团簇 分子动力学 能量特征 温度  相似文献   

8.
本文采用分子动力学结合嵌入原子多体势,模拟了铂纳米粒子在升温过程中的热稳定性和熔化机制,并利用共近邻分析方法分析了它的微结构演化过程。模拟的结果表明:铂纳米粒子的熔点明显低于体材料的熔点;由于表面层原子的结合力较弱,在升温过程中表面会首先出现预熔;纳米粒子的熔化是从表面层开始的,并随着温度的升高,熔化的表面层会逐渐向内部扩展,最终导致纳米粒子整体转变为液态结构;当温度低于表面预熔温度时,纳米粒子保持良好的晶态结构。  相似文献   

9.
卢敏  陈巧 《物理实验》2007,27(12):11-14
采用分子动力学方法和嵌入原子法(EAM)多体势函数,模拟研究了银纳米团簇在不同温度直到熔化过程中的结构变化,得到了体系能量和热容量随温度的变化关系.结果显示:银纳米团簇在临近熔点附近出现了负热容现象.研究了弛豫后银纳米团簇的稳态结构变化及其在不同时刻结构的演变过程.结果表明:产生负热容现象的主要原因是纳米团簇在熔点附近,结构发生了巨大的变化,形成由{111}和{100}面围成的结构十分稳定和能量更低的多面体.  相似文献   

10.
运用分子动力学结合退火方法,模拟研究了所含原子数介于400~20000之间的自由及支撑Co团簇的熔化行为.模拟中团簇Co原子间相互作用采用半经验的Gupta多体相互作用势.讨论了不同衬底势(Lennard-Jones势与Morse势)对支撑团簇熔化行为的影响.结果表明:对于给定原子数目的支撑Co团簇,在衬底势强度相同时,两种衬底势下对支撑团簇熔点及预熔化区间给出了一致的描述;随衬底势强度增加,支撑团簇熔点升高,且两种衬底势所描述的支撑Co团簇也类同于自由Co团簇都表现出较好的熔点与尺寸依赖的线性关系.  相似文献   

11.
铜原子纳米团簇热力学性质的分子动力学模拟研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
利用分子动力学模拟方法,研究了CuN(N=80,140,216,312,408,500,628和736)纳米团簇在热化和冷凝过程中结构和热力学性质的变化,模型采用的是Johnson的EAM作用势.模拟结果表明:铜团簇的熔点和凝固点随其尺寸线性增加,并逐渐向大块晶体靠拢;所有团簇的凝固点都低于熔点,出现凝固过程中的滞后现象;在熔点和凝固点附近,团簇都具有负热容特性,负热容是由相变前后团簇内部结构突变引起的.  相似文献   

12.
Molecular dynamics is employed to study the melting of bulk gold and gold nanoparticles. PCFF, Sutton-Chen and COMPASS force fields are adopted to study the melting point of bulk gold and we find out that the Sutton-Chen force field is the most accurate model in predicting the melting point of bulk gold. Consequently, the Sutton-Chen force field is applied to study the melting points of spherical gold nanoparticles with different diameters. Variations of diffusion coefficient, potential energy and translational order parameter with temperature are analyzed. The simulated melting points of gold nanoparticles are between 615~1115 K, which are much lower than that of bulk gold (1336 K). As the diameter of gold nanoparticle drops, the melting point also descends. The melting mechanism is also analyzed for gold nanoparticles.  相似文献   

13.
Based on the thermodynamic and thermophysical properties of bulk materials, Gibbs free energy for nanostructured materials is obtained and used to study the size-dependent melting point depression phenomenon. The effects of volume change due to fusion, the thermal expansion and the temperature dependency of surface free energy of bulk materials on the melting point depression are investigated. Conversely, the solid surface free energy of bulk materials is also researched by means of the size-dependent melting temperature of nanostructured materials.  相似文献   

14.
周耐根  洪涛  周浪 《物理学报》2012,61(2):28101-028101
运用分子动力学方法对比模拟研究了碳化硅的体熔化、表面熔化和晶体生长过程.分别采用MEAM 势和Tersoff势两种势函数描述碳化硅.结果表明:体熔化时,两种势函数描述的SiC的原子平均能量、 Lindemann指数和结构有序参数与温度的变化关系相似,但MEAM势对应的体熔点(4250 K)比Tersoff势(4750 K) 的要高.表面熔化时,两种势函数描述的SiC在相同的过热度下熔化速度相近;而在相同的温度条件下,MEAM 作用的SiC表面熔化速度更快.这是由于MEAM势SiC的热力学熔点(3338 K)低于Tersoff势SiC的热力学熔点 (3430 K)的缘故.两种势函数作用的SiC在晶体生长方面差异很大.MEAM势SiC的晶体生长速度与过冷度有关, 过冷度约为400 K时晶体生长速度最快.但Tersoff势SiC晶体却在过冷度为0—1000 K的范围内均不能生长. 综合考虑,MEAM势比Tersoff势能更好地描述碳化硅的熔化和凝固行为.  相似文献   

15.
InSb nanostructures have been synthesized by the use of gas aggregation process. Nanoparticles with different shapes are obtained by controlling the growth and deposition temperature of the InSb nanoclusters. Triangular nanocrystals are commonly observed when the clusters are extracted from the condensation chamber of the source and deposited on the room temperature substrate at high vacuum. When the deposition is performed inside the condensation chamber at high temperature near the melting point of bulk InSb, nanoparticles formed on the substrate surface show several kinds of 3-dimensional morphologies, such as triangular or rectangular prisms, as well as hexagonal tablets. Keeping the same conditions for the cluster source operation and deposition, after long time growth, nanorods with hexagonal and quadrangular cross sections are formed through vapor-liquid-solid (VLS) process. The origin of the difference on the morphologies and shapes of the nanostructures is attributed to the anisotropic growth of InSb, which is temperature dependent.  相似文献   

16.
The gas-phase condensation of nickel nanoclusters is simulated by the molecular dynamics method with the use of tight-binding potentials. It is revealed that subsequent heating of the synthesized clusters to temperatures of 400–500 K leads to a substantial improvement of their internal structure with a hexagonal close-packed phase predominating. Upon heating of the nanoparticles above the melting point and subsequent gradual cooling, the formation of a cluster structure depends strongly on the cooling rate. The inference is made that heating of the nanoclusters synthesized from a gas phase can be used for the controlled formation of nickel nanoparticles with a predicted structure.  相似文献   

17.
The structure formation in gold nanoparticles 1.6–5.0 nm in diameter is studied by molecular dynamics simulation using a tight-binding potential. The simulation shows that the initial fcc phase in small Au clusters transforms into other structural modifications as temperature changes. As the cluster size increases, the transition temperature shifts toward the melting temperature of the cluster. The effect of various crystallization conditions on the formation of the internal structure of gold nanoclusters is studied in terms of microcanonical and canonical ensembles. The stability boundaries of various crystalline isomers are analyzed. The obtained dependences are compared with the corresponding data obtained for copper and nickel nanoparticles. The structure formation during crystallization is found to be characterized by a clear effect of the particle size on the stability of a certain isomer modification. Nickel and copper clusters are shown to exhibit common features in the formation of their structural properties, whereas gold clusters demonstrate much more complex behavior.  相似文献   

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