不同孪晶界密度银纳米线拉伸形变行为的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟了不同孪晶界密度银纳米线的拉伸形变行为, 分析了孪晶界密度对多晶银纳米线屈服强度、弹性模量和塑性变形机理的影响. 在弹性形变区域, 孪晶界的存在对杨氏模量变化的作用不明显. 在塑性形变阶段, 首先从表面边缘开始产生位错成核, 然后延伸并受阻于孪晶界. 在进一步拉伸载荷作用下, 孪晶界将作为位错源产生新的位错. 模拟结果表明, 银纳米线的强度与孪晶界和晶粒的尺寸有关. 孪晶界密度较小(即晶粒的长径比大于1)时, 此纳米线的屈服应力比单晶纳米线还要小, 只有当孪晶界密度较大时(即晶粒的长径比小于1), 孪晶界使得纳米线得到强化. 综合分析了孪晶界和晶粒尺寸对银纳米线的影响, 为构建高强度金属纳米线打下基础. 最后讨论了温度和拉伸速度对孪晶纳米线屈服应力所产生的影响, 随着温度的升高, 孪晶纳米线与单晶纳米线的屈服应力差先升高后趋于稳定; 当拉伸速度逐渐增大, 孪晶纳米线与单晶纳米线的屈服应力差先稳定后增大.     

不同孪晶界密度银纳米线拉伸形变行为的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟了不同孪晶界密度银纳米线的拉伸形变行为,分析了孪晶界密度对多晶银纳米线屈服强度、弹性模量和塑性变形机理的影响.在弹性形变区域,孪晶界的存在对杨氏模量变化的作用不明显.在塑性形变阶段,首先从表面边缘开始产生位错成核,然后延伸并受阻于孪晶界.在进一步拉伸载荷作用下,孪晶界将作为位错源产生新的位错.模拟结果表明,银纳米线的强度与孪晶界和晶粒的尺寸有关.孪晶界密度较小(即晶粒的长径比大于1)时,此纳米线的屈服应力比单晶纳米线还要小,只有当孪晶界密度较大时(即晶粒的长径比小于1),孪晶界使得纳米线得到强化.综合分析了孪晶界和晶粒尺寸对银纳米线的影响,为构建高强度金属纳米线打下基础.最后讨论了温度和拉伸速度对孪晶纳米线屈服应力所产生的影响,随着温度的升高,孪晶纳米线与单晶纳米线的屈服应力差先升高后趋于稳定;当拉伸速度逐渐增大,孪晶纳米线与单晶纳米线的屈服应力差先稳定后增大.     

孔洞和孪晶界对银纳米线形变行为联合影响的分子动力学模拟

Based on molecular dynamics simulations, the plastic deformation of silver nanowires under uniaxial tension has been studied systematically. In this paper, the mechanical properties of [111]-oriented twin nanowires with different hole sizes have been studied. The existence of holes has no effect on the elastic deformation stage. The hole on the twin boundary has two main roles in the plastic deformation stage. During the initial stages of plastic deformation, the main function of the hole is to produce new dislocations as dislocation sources at small hole sizes.Upon increasing the hole size, the main effect changes to stop dislocation slip. During the late stages of plastic deformation, the two functions of the hole complement each other, upon increasing the hole size, the function of the hole as dislocation sources becomes obvious, leading to weakening of the plasticity of the nanowires.     

多羟基化合物法制备五次孪晶银纳米线的生长机理

运用多羟基化合物方法, 在添加表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP) K30的溶液中合成了多次孪晶银纳米颗粒和纳米线. 运用透射电子显微术(TEM)和光吸收谱, 对不同的摩尔比n(PVP):n(AgNO3)和不同的搅拌条件下制备的纳米线进行了对比研究. 结果表明, 这种方法的制备过程中不仅存在由五个{111}面包裹成的锥形生长, 而且还同时存在垂直于生长方向的{110}层状生长, 并且两者之间还存在着竞争; 另外对纳米线的弯折处进行的高分辨电子显微学研究表明, 纳米线制备过程中遭受的塑性变形在纳米线中产生了大量的层错和位错; 纳米线折断产生的新鲜断口容易成为新的晶粒形核位置.     

多晶粒银纳米线形变机理对温度依赖性的分子动力学研究

基于大规模分子动力学仿真,本文研究了包含多个晶粒的柱状银纳米线在不同温度下,沿轴向拉伸形变的行为。结果表明,当温度低于200 K时,含较大晶粒的体系中位错滑移是其形变的主要机理,最大应力随温度变化不显著。当环境温度高于200 K时,晶粒的滑动逐渐成为形变的主导因素,这一特征在含更小晶的体系内表现更明显。同时最大应力随温度显著降低。基于上述结果,进一步讨论了温度对Hall-Petch关系的影响。     

多晶粒银纳米线形变机理对温度依赖性的分子动力学研究

基于大规模分子动力学仿真,研究了包含多个晶粒的柱状银纳米线在不同温度下沿轴向拉伸形变的行为。结果表明,当温度低于200 K时,含较大晶粒的体系中位错滑移是其形变的主要机理,最大应力随温度变化不显著。当环境温度高于200 K时,晶粒的滑动逐渐成为形变的主导因素,这一特征在含更小晶粒的体系内表现更明显。同时最大应力随温度显著降低。基于上述结果,进一步讨论了温度对Hall-Petch关系的影响。     

基于新型DNA金属化工艺银纳米线的制备

随着DNA金属化工艺逐渐发展, 以DNA为模板进行金属纳米线的制备, 使得生物与微细加工技术的结合变得可能. 我们将DNA模板金属化工艺加以改进, 利用半导体材料——硅作为样品衬底, 并在硅片上利用Parafilm疏水膜斜向拉伸排列DNA分子, 采用化学还原反应, 成功地进行了银纳米线的制备. 改进后的金属化工艺对DNA分子金属化程度较好, 而且制备出了金属纳米网状结构. 基于DNA构筑复杂纳米图形的实现, 进行相关的金属化, 有望构筑纳米集成电路.     

银纳米线的TEM表征

通过交流电沉积的方法,以多孔铝阳极氧化膜（Al2O3/Al）为模板,制备金属银纳米线.透射电子显微镜（TEM）分析表明, 银纳米线长度平均约为5 μm, 直径25 nm；银纳米线在多孔Al2O3/Al孔内互相平行,显示凸凹相间的条纹结构.选区电子衍射（SAED）证实,银纳米线具有面心立方（FCC）的多晶结构,探讨了银纳米线凸凹相间条纹结构的形成机理.     

基于新型DNA金属化工艺银纳米线的备

随着DNA金属化工艺逐渐发展,以DNA为模板进行金属纳米线的制备,使得生物与微细加工技术的结合变得可能．我们将DNA模板金属化工艺加以改进,利用半导体材料——硅作为样品衬底,并在硅片上利用Parafilm疏水膜斜向拉伸排列DNA分子,采用化学还原反应,成功地进行了银纳米线的制备．改进后的金属化工艺对DNA分子金属化程度较好,而且制备出了金属纳米网状结构．基于DNA构筑复杂纳米图形的实现,进行相关的金属化,有望构筑纳米集成电路．     

基于自组装修饰银纳米线透明电极的柔性有机太阳能电池

银纳米线(AgNWs)透明电极具有出色的挠曲性和高电导率,是一类非常有潜力的柔性透明电极材料.然而AgNWs透明电极还存在表面粗糙度大、与衬底的附着力差、表面功函数与活性层能级不匹配等问题.针对上述问题,采用刮涂方法将AgNWs嵌入聚酰亚胺薄膜中,获得表面平整的AgNWs柔性透明电极,并通过Ag与巯基基团相互作用将五氟苯硫酚自组装到AgNWs电极表面,使AgNWs电极表面功函数从未处理的-4.88 eV提高到-5.06 eV,从而使其与活性层能级更加匹配.利用该电极作为柔性透明电极,在不采用任何阳极界面层的情况下制备的柔性有机太阳能电池最佳能量转换效率达到11.77%.本工作为AgNWs柔性电极的制备及功函数调控提供了新的研究思路,并为发展基于AgNWs柔性电极的高效柔性有机太阳能电池提供了一种简单有效的解决方案.     

钯团簇碰撞沉积钯/银基板的分子动力学模拟

运用分子动力学模拟方法研究了常温下较大的钯团簇以不同初始速度撞击不同硬度基板的微观过程,着重分析了沉积形貌的变化、团簇的嵌入深度和原子的扩散程度、基板碰撞接触区域的温度演变以及碰撞过程中团簇与基板间的能量转化,获得了沉积过程中变形形貌、结构特征及能量转化随团簇尺寸、初始速度及基板材质的变化规律.并进一步探究了第二颗团簇以不同时刻沉积时前一团簇的变形形貌及基板接触区域温度变化的特点,发现短时间间隔下第二颗团簇的沉积更有利于团簇与基板的结合.     

ZnCl2熔盐的分子动力学模拟

近年来，若干作者根据几种粒子间函数，对ZnCl2熔盐结构做过分子动力学模拟［1－3］其出的Zn－Cl和Cl－Cl离子间的偏径向分布函数与中子衍射实测值符合较好，但Zn－Zn离子间距以及Zn－Zn间配位数计算值多偏高．鉴于Busing势函数在多价卤化物馆盐的分子动力学计算中应用效果较好[4],我们试用Busing势函数为基础对ZnCl2熔盐结构和能量做分子动力学计算．1研究方法计算所用粒子势为Busing势函数此处，Zi为离子的电行数（ZZn。＋＝2，Zcl－＝1），几；是离子有效半径，人为＊离子的“硬度”参数·据文献问，f二0．005071，尸zn。十二0．…     

Molecular Dynamics Simulation of Typical Molecular Ferroelectrics based on Polarized Crystal Charge Model

Molecular ferroelectrics are a promising class of ferroelectrics, with environmental friendliness, flexibility and low cost. In this work, a set of characteristic molecular ferroelectrics are simulated by molecular dynamics (MD) with polarized crystal charge (PCC). From the simulated results, their ferroelectric switching mechanisms are elucidated, with their ferroelectric hysteresis loops. The PCC charge model, recently developed by our group, containing the quantum electric polarization effect, is suitable in nature for studying molecular ferroelectrics. The simulated systems include the typical molecular ionic ferroelectrics, di-isopropyl-ammonium halide (DIPAX, X=C (Cl), B (Br), and I), as well as a pair of newly validated organic molecular ferroelectrics, salicylideneaniline and (-)-camphanic acid. In total, there are five systems under investigation. Results demonstrate that the PCC MD method is efficient and reliable. It not only elucidates the ferroelectric switching mechanism of the studied molecular ferroelectrics, but also extends the application range of the PCC MD. In conclusion, PCC MD provides an efficient protocol for extensive computer simulations of molecular ferroelectrics, with reliable ferroelectric properties and associated mechanisms, and would promote further exploration of novel molecular ferroelectrics.     

超临界水的分子动力学模拟

采用分子动力学(MD)模拟的方法对超临界条件下水的结构及扩散性质进行了研究.模拟结果表明超临界条件下水分子之间的氢键作用明显减弱,分子极性大大降低.扩散性质与常温下相比,其大小约上升了两个数量级.     

水溶性聚合物与方解石晶体相互作用的MD模拟

用分子动力学(MD)方法, 模拟计算了三种水溶性聚合物阻垢剂[聚丙烯酸(PAA)、聚甲基丙烯酸(PMAA)、丙烯酸-丙烯酸甲酯共聚物(AA-MA)]与方解石晶体的作用. 结果表明, 聚合物与方解石两晶面结合能的大小均为PAA ＞ AA-MA ＞ PMAA, 聚合物与(1 0)面的相互作用远比与(104)面的作用强. 对体系各种相互作用以及对关联函数g(r)的分析表明, 结合能主要由库仑作用决定. 与方解石晶面结合的聚合物发生扭曲变形, (1 0)面上的形变能约为(104)面上的2倍, 但均远小于相应的非键作用能. 聚合物中不同位置羧基的动力学行为差别很大, 链端羧基的运动翻转比链中部羧基剧烈得多, 后者与方解石晶体的结合比前者牢固而能更有效地抑制垢晶体生长.