Zn-Mg合金的长程Finnis-Sinclair势

通过拟合Mg的晶格能、晶格常数、弹性常数,并将其与前人的结果相比较后获得了描述Mg的最优长程Finnis-Sinclair(F-S)势函数参数,使用同样方法并引入修正因子后得到了Zn的长程F-S势参数.基于单质Zn,Mg的F-S势参数,进一步拟合合金Mg₂₁Zn₂₅,MgZn₂,Mg₂Zn₁₁的晶格常数、晶格能获得Zn-Mg原子对的F-S势参数,构建了整套描述Zn-Mg合金的长程F-S势参数.在此 关键词： 长程Finnis-Sinclair势 Zn-Mg合金 分子动力学模拟     

利用电子结构数据拟合H2分子的电子壳模型势函数参数

电子壳模型势函数在离子晶体的原子级计算机模拟中有广泛应用,其势参数主要通过拟合晶体的实验数据或电子结构数据得到.提出了通过拟合双原子分子的量子化学从头计算电子结构数据来获得该势函数的方法,并由H2分子的电子结构数据建立了H原子间的电子壳模型势函数.此外,还应用该势函数对H+2分子离子进行了计算.该势函数拟合方案更适合于共价键型的分子.     

利用电子结构数据拟合H2分子的电子壳模型势函数参数

电子壳模型势函数在离子晶体的原子级计算机模拟中有广泛应用,其势参数主要通过拟合晶体的实验数据或电子结构数据得到.提出了通过拟合双原子分子的量子化学从头计算电子结构数据来获得该势函数的方法,并由H₂分子的电子结构数据建立了H原子间的电子壳模型势函数.此外,还应用该势函数对H⁺₂分子离子进行了计算.该势函数拟合方案更适合于共价键型的分子. 关键词： 电子壳模型势 参数拟合 共价键 2分子')" href="#">H₂分子     

金和银的晶格反演势的构建及应用

如何确定精确的原子间作用势一直是模拟计算的重要基础问题. 以面心立方金属金和银为对象, 采用第一性原理方法, 分别得到金和银的晶格内聚能-原子距离曲线及基态原子能曲线. 根据陈-莫比乌斯(Chen-Möbius)晶格反演理论和自编程序, 得到了精确的反演对势曲线. 对该曲线进行拟合, 通过比较不同势函数的拟合结果, 提出了双指数型的势函数解析式, 并得到具有全局性且高精度的拟合效果. 为了验证反演势的有效性, 利用反演势结果计算了金和银的声子谱并与Sutton-Chen提出的嵌入原子势和第一性原理计算得到的声子谱做比较. 分析表明, 反演势能够合理反映原子间的相互作用. 最后, 利用得到的结果, 计算了金和银的热膨胀系数和弹性模量等物理量, 计算结果与实验数据基本符合, 表明构建的金和银的反演势是准确有效的.     

金属的原子间多体势模型及其拟合方法

在本文中,我们构造了金属Ta元素的Finnis-Sinclair型的嵌入原子势.并采用蒙特卡罗方法求解给出了此元素的多体势函数的参数.结果显示,本文拟合的参数能够较好的反映这种元素的结构特征和物理性质.     

金属熔体黏度与结构相关性的分子动力学模拟

运用EAM(embed atom method)作用势，采用非平衡分子动力学模拟获得Al熔体的偶分布函数与黏度数值随温度的变化曲线，偶分布函数的计算结果与实验值符合得较好.对模拟所得到的黏度数据编程实现黏度的Arrhenius公式拟合，得到激活能E.并利用模拟所得到的黏度值及激活能对Lennard-Jones(L-J)作用势进行修正，获得黏度与偶分布函数及原子间相互作用势之间的关系式，两条黏度拟合曲线与分子动力模拟结果符合得比较好，说明拟合程序的编写是比较成功的，实现了对L-J作用势的修正.该研究为金属及合金原子间相互作用势的建立提供了新的思路. 关键词： 非平衡分子动力学模拟 L-J作用势修正 Al熔体 结构与黏度相关性     

六角密堆结构钇的解析型键序作用势

为了构建拟合势需要的数据库,采用密度泛函理论方法计算了六角密堆结构钇(hcp-Y)的晶格参数、弹性常数、内聚能、结构能差以及相关的点、面缺陷性质. 基于解析型键序作用势,构建了hcp-Y的多体作用势模型. hcp-Y势模型是通过拟合Y的晶格参数、弹性常数、体弹模量、内聚能、空位形成能和不同相之间的结构能差而构建.分析发现,所得到的势模型能够很好地描述hcp-Y的自填隙原子形成能、空位形成能、双空位键能以及其它体性质,同时,构建的势模型用来研究Y的热动力学性质的相关结果也比较理想.     

稀有气体二聚体解析势能函数的高精度拟合

原子间相互作用势的计算是原子分子物理研究领域的重要组成部分,它的精确计算为新型材料的研究奠定了理论基础;同时也为密度泛函等方法的评价、测试提供了标准对比数据。本文首先以最近所发表的NgD×15基准集为基础,在相同的计算方法下补充了其它点的一系列数据;以此为标准利用最小二乘法对He2—Rn2体系的相互作用势函数进行了拟合;从而得到了高精度全部同核稀有气体二聚体相互作用势函数的解析式。同时以CCSD(T)/ aug-cc-pV5Z-{6s6p6d3f2g1h}计算结果为标准与Gordon的MGCD84数据库中现有数据He2-Kr2体系进行了比较;总体发现本文的计算精度是非常高的,也证明了拟合结果的可靠性;并且给出了目前量子化学方法难以计算的近核区相互作用势数值。     

用于α-Al2O3分子动力学模拟的长程Finnis-Sinclair势函数

用金属势函数描述氧化物是实现金属-氧化物界面分子动力学模拟的关键.基于此,通过拟合α-Al₂O₃的晶格能、晶格常数、弹性常数,获得了一套用于描述α-Al₂O₃的长程Finnis-Sinclair（F-S）势.通过与已报道的描述α-Al₂O₃的EAM势、Glue势和modified Matsui（m-Matsui）势的比较,结果达到或优于前人的结果.进而,在300 K的温度下对 关键词： 长程F-S势 2O₃')" href="#">α-Al₂O₃ 2O₃界面')" href="#">Fe-Al₂O₃界面 2O₃界面')" href="#">Al-Al₂O₃界面     

硅熔化特性的分子动力学模拟–-不同势函数的对比研究

分别采用Stillinger-Weber (SW)势、修正的成熟原子嵌入模型(MEAM)势、 Tersoff势和HOEP (highly optimized empirical potential)势来描述硅原子间相互作用, 运用分子动力学方法对比模拟研究了四种势函数的硅晶体的体熔化和表面熔化特性. 结果表明: 四种势函数均能反映出硅的热膨胀、高温熔化和熔化时吸热收缩等基本物理规律. 但综合对比发现, Tersoff势和MEAM势相对更适合描述硅的熔化和凝固过程, SW势次之, HOEP势则不适合描述硅的熔化和凝固过程. 关键词： 硅 势函数 熔化 分子动力学     

第一性原理计算研究金属Nb和间隙氢原子的相互作用

应用第一性原理计算方法, 研究了H在金属Nb体心立方晶格中的间隙占位情况, 并讨论了占位能和间隙大小的关系. 分析了H在间隙位和Nb金属晶格的相互作用, 并讨论了相互作用对电子结构的影响. 结果表明: 除了间隙大小直接影响溶解能的大小之外, H的1s电子和Nb的3d电子有比较强的成键作用, 也是导致H在Nb晶格中溶解能较低的一个重要原因. 估算了500 ℃ 下H在Nb晶格中的扩散系数大约为7.8× 10^-9 m²/s, 和实验结果基本符合.     

5种金属高压熔化曲线的理论计算

利用从头算法确定了基于对势的平均场模型中的未知势参数, 从而确定了势函数, 然后利用得到的势函数构建平均场, 进一步计算了5种金属材料 Al, Cu, Ni, Na, K在熔点处原子振动的自由体积. 计算的结果表明, 熔化曲线上原子振动的自由体积与原子晶胞体积之比是常数这一假设并不普遍适用; 对该假设修正后可以比较准确地计算材料的熔化曲线. 关键词： 高压熔化 自由体积理论     

α-B晶体的Lennard-Jones对势和对势型多体势构建

精确原子间相互作用势函数的建立是分子动力学模拟的核心. 针对α-B晶体(R3m群), 分别构建Lennard-Jones (L-J)型对势和对势型多体势, 这两类势函数的构建仅需考虑晶体的原子平均结合能和几何构型参数. 前者取最近邻原子间距的势函数为最小值; 后者采用负指数(L-J型)函数和分段插值多项式形式来分别构造势函数, 在近邻处为势能极小值, 相邻极小值位置的中点引入势垒. 针对完整的α-B 晶体和偏离完整α-B晶体结构, 首先利用第一性原理计算结果来确定势函数的参数, 然后借助分子动力学的能量最小化方法优化结构, 并对这两类势函数以及Tersoff 势函数进行比较. 结果表明: L-J对势和Tersoff势的结果与α-B晶体构型有较大偏离; 而对势型多体势, 无论初始晶体构型完整与否, 其结果与完整α-B晶体构型比较一致.     

碱土氟化物中离子间相互作用势经验参数的确定

描述离子间非Coulomb短程互作用势的函数形式确定后，即可据此讨论离子晶体的一系列物理性质，势函数中出现的参数通过与实验数据的拟合而确定．基于电子壳模型对CaF₂，SrF₂，BaF₂离子晶体的讨论中，强调电子壳电量应一律取负值的基本前提，以经验参数化方法拟合势参数时注意引用近期实验数据．将F离子电量调整为0.97e之后，重新获得的模型参数集与上述碱土氟化物晶格形成能、弹性常数、长光学横波频率、Raman频率，以及极化率实验数据，有较满意的对应关系．     

金属钨中氦行为的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟了氦在金属钨中的扩散聚集行为. 首先,建立了氦与钨原子间相互作用势,短程部分采用ZBL势形式,长程部分采用从头算法数据,实现了两者之间的平滑连接. 通过计算氦在钨中不同间隙位的形成能发现,单个氦原子更易存在于金属钨中的四面体间隙位,这与最新的研究成果是一致的. 在400-1200 K的温度范围内,考察了氦原子在金属钨中的扩散行为,获得了扩散迁移能,其值介于实验值和从头算法结果之间. 最后,研究了氦的聚集行为,从能量的角度考察了氦团簇形成初期的生长机理. 研究发现,在氦团簇形成初期,氦团簇对氦的结合能随着氦团簇的生长有逐渐增大的趋势,说明氦团簇吸收氦的能力逐渐增强. 关键词： 氦扩散 氦团簇 辐照损伤 分子动力学模拟     

BaTiO3晶体结构及弹性的分子动力学模拟

有效的势函数是分子动力学模拟的关键. 引入了一种势函数,该势函数的特点是运用参数r_eff计算原子间的静电作用. 通过分子动力学方法模拟得到了BaTiO₃晶体立方相、四方相结构的对关联函数和X射线衍射谱,计算得出了它们的晶格常数及弹性常数. 模拟结果与实验结果符合较好.该势函数可以有效地模拟BaTiO₃晶体的热学和力学性能. 关键词： 分子动力学模拟 势函数 3铁电晶体')" href="#">BaTiO₃铁电晶体     

固体中的原子间相互作用势

近年来，原子间相互作用势广泛应用物理、化学、材料科学中，文章综合评述了金属和半导体中原子间相互作用势研究的发展状况以及各种势函数的范围和存在的总理２，总结了近年来金属合金以及半导体化合物中原子间相互作用势的应用情况，并讨论了固体中原子间相互作用势的发展方向。     

Ⅱ-Ⅵ族化合物原子间两体势的第一性原理研究

本文采用基于第一性原理的Hartree-Fork (HF)方法和密度泛函理论(DFT)计算了CdS、CdSe、CdTe、HgTe等Ⅱ-Ⅵ族化合物的两体相互作用势,并与实验数据进行了比较.分析了计算中基组对计算结果的影响,以及各种近似方法的优缺点.采用Lennard-Jones势、Born-Mayer势和Morse势函数分别对势能值进行拟合,结果表明采用Morse势拟合的势能曲线与计算结果符合最好,说明普遍应用于共价分子的Morse势也同样适用于对Ⅱ-Ⅵ族二聚体的两体势描述.     

He-NO碰撞体系分波截面的理论计算

首先用Huxley势函数拟合在RCCSD(T)/aug-cc-pVTZ bf理论水平下计算的He-NO相互作用能数据,从而得到了He原子与NO分子相互作用各向异性势;然后用密耦近似方法计算了He-NO碰撞体系的总分波截面、弹性分波截面和非弹性分波截面,并总结了分波截面的变化规律.计算结果表明,拟合势较好地描述了He-NO系统相互作用的各向异性特征,利用碰撞体系分子间势的量子化学从头计算结果,可解决势能参数难以确定的问题,对进一步研究原子与分子碰撞机理有一定参考价值.     

Murrell-Sorbie势下He-HCl碰撞体系微分散射截面的研究

根据在CCSD(T)/aug-cc-pVQZ理论水平下计算的He-HCl相互作用能数据,作者采用Murrell-Sorbie势函数形式拟合了He原子与HCl分子相互作用的各向异性势,并与其它势模型进行了比较;然后采用公认的精确度较高的CC近似方法计算了He-HCl碰撞体系的微分散射截面,总结了非弹性微分散射截面的变化规律.研究表明:采用拟合的各向异性势计算的微分散射截面与实验结果符合得很好.拟合势不但表达形式简洁,而且较好地描述了He-HCl系统相互作用的各向异性特征;利用碰撞体系分子间势的量子化学从头计算结果,可解决势能参数难以确定的问题.对进一步研究原子与分子相互作用的机制有一定的参考价值.