分子动力学模拟Cu(010)基体对负载Co-Cu双金属团簇熔化过程的影响

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.     

低能单个Cu原子与Cu13团簇沉积到Fe（001）表面的比较

本文利用分子动力学模拟方法对相同初始沉积条件下的单个Cu原子和Cu13团簇与Fe(001)表面的相互作用分别进行了模拟研究, 并将两者的模拟结果进行了比较分析. 单个Cu原子和Cu13团簇的初始入射能量范围均为1eV/atom、3eV/atom、5eV/atom和10eV/atom, 初始入射角度均为0o、10o、30o和45o, 衬底温度分别为100K、300K和800K. 对单个Cu原子和Cu13团簇的原子动能、质心高度、迁移距离和最终沉积形貌进行了分析, 对比研究了相同初始沉积条件下单个Cu原子和Cu13团簇在沉积过程中和沉积效果上的具体差异. 模拟结果表明: 单个Cu原子和Cu13团簇与Fe(001)表面的相互作用机制存在差异, Cu13团簇表现出显著的集体效应. 在特定沉积条件下, 由于Cu13团簇的集体效应, 导致Cu13团簇与Fe(001)表面的结合能力和在Fe(001)表面上的扩散能力均强于单个Cu原子.     

低能Pt原子团簇沉积过程的分子动力学模拟

利用分子动力学模拟系统研究了低能Pt38,Pt141和Pt266原子团簇与Pt(001)表面的相互作用过程,详细分析了初始原子平均动能为0.1,1.0和10eV的原子团簇的沉积演化过程及其对基体表面形貌的影响.研究表明,初始原子平均动能是描述低能原子团簇的重要参量.当团簇的平均原子动能较低时,团簇对基体表层原子点阵损伤较小,基本属于沉积团簇;随着入射团簇的原子平均动能的增加,团簇对表层原子点阵结构的破坏能力增强,当团簇的原子平均动能增加到10eV时,团簇已经显现出注入特征.低能原子团簇对基体表面形貌的影响 关键词： 分子动力学模拟 低能原子团簇 载能沉积     

低能单个Cu原子与Cu_(13)团簇沉积到Fe(001)表面的比较研究

本文利用分子动力学模拟方法对相同初始沉积条件下的单个Cu原子和Cu_(13)团簇与Fe(001)表面的相互作用分别进行了模拟研究,并将两者的模拟结果进行了比较分析.单个Cu原子和Cu_(13)团簇的初始入射能量范围均为1 e V/atom、3 e V/atom、5 e V/atom和10 e V/atom,初始入射角度均为0°、10°、30°和45°,衬底温度分别为100 K、300 K和800 K.对单个Cu原子和Cu_(13)团簇的原子动能、质心高度、迁移距离和最终沉积形貌进行了分析,对比研究了相同初始沉积条件下单个Cu原子和Cu_(13)团簇在沉积过程中和沉积效果上的具体差异.模拟结果表明:单个Cu原子和Cu_(13)团簇与Fe(001)表面的相互作用机制存在差异,Cu_(13)团簇表现出显著的集体效应.在特定沉积条件下,由于Cu_(13)团簇的集体效应,导致Cu_(13)团簇与Fe(001)表面的结合能力和在Fe(001)表面上的扩散能力均强于单个Cu原子.     

Cu偏析诱导Co团簇结构及性质异常的动力学模拟

采用分子动力学结合镶嵌原子势方法,模拟研究了Cu原子分别分布于基体Co团簇内层和表面构成Cu-Co合金团簇的结构和热力学性质,研究表明,相同数目的 Cu原子掺杂到基体中因掺杂层的不同,会诱导内层Co团簇和外层Co团簇结构、能量及熔点表现出巨大差异;Cu原子在团簇各层掺杂位置的差异,会导致原子向低能态位置偏移,但相对移动后后续原子的补位,使团簇结构随温度呈相对无扩散度相变;Cu原子由内层向表面偏析是内层Co团簇与相同原子数比例的外层Co团簇熔点产生巨大差异的主要原因.     

C60团簇与稠密等离子体相互作用的数值模拟

采用球壳层模型研究了C60团簇与稠密等离子体的相互作用.假定离子团中离子之间的位置矢量的取向是随机的,在线性化的伏拉索夫-泊松理论框架下,借助于经典的等离子体介电函数,推导出C60离子团簇的自能和阻止本领的解析表达式.通过数值求解离子团半径变化的运动方程,研究了团簇的库仑爆炸过程,并讨论了入射速度、等离子体密度和电子温度对自能、阻止本领和库仑爆炸的影响.结果发现自能中的尾流效应降低了C60团簇离子的库仑爆炸速度,甚至可以稳定C60团簇的结构.     

低温下Cu13团簇负载于Cu(001)表面上结构变化的分子动力学研究

应用分子动力学方法研究温度为10和50 K时具有二十面体结构的Cu13团簇以不同接触条件与Cu(001)表面结合后的结构变化,原子间的相互作用势采用Johnson的嵌入原子方法模型.通过基于原子密度分布函数的分析表明,负载团簇与表面的结合能主要受团簇与载体相接触的最低层原子数及这些原子所具有的不同几何构型影响,同时更高层的原子呈现出不同的几何结构.温度为10 K时,负载团簇的初始位置对团簇几何结构和结合能影响较大.     

C2团簇在金刚石(111)表面吸附结构的分子动力学模拟

利用Brenner(#2)半经验多体相互作用势和分子动力学模拟方法研究荷能的C₂在金刚石(111)表面的化学吸附过程.模拟300 K时,初始入射动能分别为1,20,30 eV的C₂团簇从6个不同位置轰击金刚石(111)表面,观察到C₂团簇在金刚石(111)表面形成的吸附结构,表面C原子键的打开以及C₂团簇与表面C原子成键等物理过程,并讨论不同入射位置和入射能量对沉积团簇的结构特性的影响.结果表明,对于表面不同的局部构型,C₂团簇发生不同的碰撞过程,C₂团簇入射能量的提高有利于成键过程的发生,从原子尺度模拟沉积机制.     

C60团簇与稠密等离子体相互作用的数值模拟

采用球壳层模型研究了C60团簇与稠密等离子体的相互作用．假定离子团中离子之间的位置矢量的取向是随机的，在线性化的伏拉索夫一泊松理论框架下，借助于经典的等离子体介电函数，推导出C60离子团簇的自能和阻止本领的解析表达式．通过数值求解离子团半径变化的运动方程，研究了团簇的库仑爆炸过程，并讨论了入射速度、等离子体密度和电子温度对自能、阻止本领和库仑爆炸的影响．结果发现自能中的尾流效应降低了C60团簇离子的库仑爆炸速度，甚至可以稳定C60团簇的结构．     

低温下Cu13团簇负载于Cu(001)表面上结构变化的分子动力学研究

应用分子动力学方法研究温度为10和50 K时具有二十面体结构的Cu₁₃团簇以不同接触条件与Cu（001）表面结合后的结构变化,原子间的相互作用势采用Johnson的嵌入原子方法模型.通过基于原子密度分布函数的分析表明,负载团簇与表面的结合能主要受团簇与载体相接触的最低层原子数及这些原子所具有的不同几何构型影响,同时更高层的原子呈现出不同的几何结构.温度为10 K时,负载团簇的初始位置对团簇几何结构和结合能影响较大. 关键词： 分子动力学 团簇 表面 计算机模拟     

ZnS:Cu荧光粉中Cu的价态及其形成发光中心的条件

无激活剂znS天蓝色发光必须在存在氧的情况下反应形成游离锌,然后通过吸附、扩散等物理化学过程形成硫空位和填充锌的晶体缺陷、构成天蓝色发光的发光中心,以(Zn)( )结构表示。铜激活的ZnS:Cu荧光粉,Cu发光中心的形成同样需要存在氧的情况下形成游离锌,游离锌扩散入ZnS晶格形成(Zn)( )结构,它是Cu2S或CuCl进入晶体的“接受体”。无论是Cu2S或CuCl进入晶格,Cu均为Cu+状态。     

纳米级铜原子团簇具有红外吸收特性的实验验证

在文献［１］中荷清泉提出了纳米级铜原子团簇具有红外吸收特性的理论。本文采用磁控溅射低温液氮收集方法制备了纳米级铜原子团簇，并用红外光谱法测定其吸收红外光的性能，结果表明纳米级钢原子团簇确实具有明显的红外吸收特性，验证了文献［１］中提出的理论预言。     

类钠铜离子的激发自电离

在扭曲波库仑玻恩交换近似下计算了类钠铜离子２ｐ^６３ｓ＋ｅ^-→２ｐ⁵３ｓ３ｌ＋ｅ^-（ｌ＝０，１，２）的内壳层激发截面．结合单组态近似和组态相互作用两种情况下计算的自电离分支比，计算了上述组态的激发自电离截面．结果表明，在入射电子能量为１０９０ｅＶ时，组态相互作用使２ｐ⁵３ｓ３ｄ总的激发自电离截面增大至单组态近似的近两倍；而使２ｐ⁵３ｓ²组态的激发自电离截面减小为单组态近似的３６％；２ｐ⁵３ｓ３ｐ组态的激发自电离截面只是略有下降 关键词：     

ESR在ACEL ZnS:Mn,Cu和ZnS:Cu材料研究中的应用

ZnS:Mn,Cu粉末发光材料的ESR谱随Mn2+浓度和制备条件的不同有着明显的变化。根据耦合Mn2+的ESR谱理论分析,计算ESR谱参数及其饱和现象表明,当Mn2+浓度>0.2%,Mn2+开始形成离子团,Mn2+团的形成和Mn2+离子与晶格间耦合随Mn2+浓度的增大而增强是发光浓度猝灭的主要原因,Mn2+浓度约为0.7%具有最高发光亮度。本文还讨论了退火条件对ZnS:Mn,Cu ESR谱的影响以及老化的ZnS:Cu中Cu2+的ESR谱。     

Cu掺杂对Kondo绝缘体CeNiSn低温比热的影响

CeNiSn是一种很有趣的重费米子化合物,其基态为Kondo绝缘体.采用化学元素替代的方法研 究Cu掺杂对CeNiSn多晶样品低温比热的影响.在流动高纯氩气的保护下,用电弧炉制备了一 系列的多晶样品CeNi_1-xCu_xSn(x＝0,002,006,008).X射 线粉末衍射分析表明,制备出来的样品均为单相多晶.随着Cu掺杂量的增加,样品的晶格参 数增大.采用绝热热脉冲法测量样品的比热,结果表明随着Cu掺入量的增加,相应样品的低温比热也随之增大,能隙逐渐减小 关键词： 重费米子 Kondo绝缘体 CeNiSn 比热 反铁磁有序     

LaBa2Cu3-xZnxOy体系的结构和输运性质研究

我们用固相反应法合成了LaBa2Cu3-xZnxOy（0≤x≤1．0）系列样品．X-光衍射分析显示，在整个掺杂区内皆为正交结构，晶格常数α，b和c随掺杂量的增加略有增大．Zn含量的增加使体系正常态的电阻率上升．红外光谱（限）表明：对于不掺杂的样品，在531cm^-1和583cm^-1附近有两个显著的吸收峰，随掺杂量x的增加前者基本不移动，后者则向高频移动，强度略有减小．电子顺磁共振实验（EPR）揭示了Zn掺杂对Cu^2＋的自旋关联行为的影响．本文讨论了掺杂对结构、输运性质和自旋关联的影响．     

A STUDY OF THE CRYSTALLIZATION OF AMORPHOUS Cu60Zr40 ALLOY

The crystallization of the amorphous Cu₆₀Zr₄₀ alloy has been studied by differential scanning calorimetry (DSC), scanning Auger microprobe (SAM) and transmission electron microscopy (TEM). The DSC trace showed that the sample exhibited a glass transition at 750 K and a strong exothermic effect beginning from 782 K. An enrichment of the element Zr and significant oxygen contamination in a zone near the surface to a depth of about 10 nm were revealed by SAM in the analysis of surface competition and depth profiles of the Cu₆₀Zr₄₀ sample. Also, the change of concentration ratio of Ca to Zr in amorphous matrix at the clean Cu₆₀Zr₄₀ surface as a function of annealing temperature was examined in detail, and it was found that the concentration of Zr at the surface is slightly higher than that in the bulk until 780K and that the concentration ratio of Cu to Zr in matrix has an abrupt increase in the temperature range of 780-800K. The observations by high resolution TEM revealed the appearance of cluster-like regions of approximately 1.5-2.0 nm in size just before crystallization and they distributed randomly throughout the sample. This phenomenon is analogous to the results obtained using field ion microscopy (FIM) by the present authors. The microstructural changes of the sample daring heating show the gradual crystallization of the amorphous matrix.     

LaBa2Cu3-xZnxOy体系的结构和输运性质研究

我们用固相反应法合成了LaBa2Cu3-xZnxOy(0≤x≤1.0)系列样品.X-光衍射分析显示,在整个掺杂区内皆为正交结构,晶格常数a,b和c随掺杂量的增加略有增大.Zn含量的增加使体系正常态的电阻率上升.红外光谱(IR)表明:对于不掺杂的样品,在531cm-1和583cm-1附近有两个显著的吸收峰,随掺杂量x的增加前者基本不移动,后者则向高频移动,强度略有减小.电子顺磁共振实验(EPR)揭示了Zn掺杂对Cu2 的自旋关联行为的影响.本文讨论了掺杂对结构、输运性质和自旋关联的影响.     

CaS:Cu+磷光体的合成及发光性质

本文首先用X光电子能谱分析铜在硫化钙基质中是以一价形式存在的.在掺铜的硫化钙的激发光谱中,有三个吸收峰,峰位分别为268nm、307nm和400nm;在CaS:CuCu+的发射光谱中,产生四个发射峰,峰位分别为430nm、465nm、490nm和610nm.这四个发射峰分别由不同铜离子格位产生的.在Cas:CuCu+的热释发光曲线中,显示单一热释发光峰,峰值温度为120℃,该热释发光峰有可能用作紫外剂量材料.     

甘氨酸在Cu(001)表面的吸附结构

结合低能电子衍射(LEED)及其消失斑点规律和扫描隧道显微镜(STM)手段确定了室温下甘氨酸在Cu(001)表面能形成c(2×4)和两种(2×4)吸附结构((2×4)₁和(2×4)₂),并推断出在两种(2×4)结构单胞中两甘氨酸分子的羧基相对于衬底的吸附取向一致,而它们的氨基则不同.实验中还观察到c(2×4)与(2×4)₂结构能相互转变成窄条相互穿插共存,这说明几种吸附结构能量相近. 关键词：