小尺寸金属团簇熔化过程的分子动力学模拟

运用分子动力学方法模拟了小尺寸金属团簇的熔化过程, 原子之间的作用采用嵌入原子法(EAM)模型, 计算了均方根键长涨落δ随温度的变化, 以及升温过程中团簇热容的变化. 包含55、56个原子的面心立方(FCC)结构Au团簇的熔化过程是基本相同的. 而同样结构和数目Cu团簇的熔化过程却呈现出不同的趋势. Cu55、Cu56在模拟过程中都出现了FCC结构到二十面体结构的转变. 但由于表面多出了一个原子, Cu56的热容曲线比Cu55多了一个峰, 体系出现了预熔化现象. 这表明小尺寸团簇的固液转变的过程与团簇的原子类型、几何结构和原子数目密切相关.     

Monte Carlo模拟负载型Au团簇的熔化行为

采用Monte Carlo方法研究了石墨负载Au团簇的熔化行为,着重考察了载体对负载型团簇结构的影响。建立了一个正二十面体的Au团簇和AB堆积的石墨载体,通过记录每一个状态的结构来研究团簇的熔化过程。模拟结果表明,随着温度的升高,Au原子从外到内,逐层熔化,形成二维岛状结构。Au与石墨载体之间的相互作用使得Au原子单层分散在石墨表面,相互作用越强,金属原子越靠近载体。     

（AgI）n团簇熔化行为的分子动力学模拟

用遗传算法结合经验势搜索了 (AgI)n(n=3-15) 团簇的可能稳定结构,并用微正则分子动力学方法研究了它们的熔化行为.(AgI)n 团簇的稳定结构主要以四叫元环和六元环相接的笼状结构为主.大多数(AgI)n会在一个较大的温度范围内随温度升高结构不断扭曲,原子间距涨落及动能涨落不断增大,直到在某个温度下熔化,结构变得完全无序.(AgI)6 的结构具有很高的对称性,熔化发生在一个较窄的温度范围.对于(AgI)5,会在熔化前较大的温度范围内发生最稳定结构与能量较高的环状异构体之间的转化,并可能出现负热容现象.     

(AgI)n团簇熔化行为的分子动力学模拟

用遗传算法结合经验势搜索了(AgI)n(n=3-15)团簇的可能稳定结构, 并用微正则分子动力学方法研究了它们的熔化行为. (AgI)n团簇的稳定结构主要以四元环和六元环相接的笼状结构为主. 大多数(AgI)n会在一个较大的温度范围内随温度升高结构不断扭曲, 原子间距涨落及动能涨落不断增大, 直到在某个温度下熔化, 结构变得完全无序. (AgI)6的结构具有很高的对称性, 熔化发生在一个较窄的温度范围. 对于(AgI)5, 会在熔化前较大的温度范围内发生最稳定结构与能量较高的环状异构体之间的转化, 并可能出现负热容现象.     

Pt-Au合金团簇热力学性质分子动力学模拟研究

采用分子动力学方法和原子嵌入法模型势模拟了Pt原子和Au原子合金纳米团簇的熔化过程,研究了这些金属原子纳米团簇熔点与团簇组分的关系,发现不同组分纳米团簇的熔点不是单调变化的,同时均出现了负热容现象.通过对各种团簇溶化前后结构的比较研究,分析了导致这种现象的原因.     

溴化钾团簇相变的分子动力学研究

众所周知，团簇的尺寸介于原子或分子与大块物质之间。由于它有较大的表面／体积比而有独特的物理化学性质。团簇在成核，晶体生长，材料科学和纳米器件加工等领域起了至关重要的作用。近年来，计算机模拟已成为物理，化学，生物，天文，地质等领域的重要研究工具。计算机模拟不仅可以     

Au25纳米团簇合成与应用研究进展

综述了新型金属纳米材料Au25纳米团簇的合成机理和合成工艺改进,结合Au纳米团簇荧光作用机理说明其特有的荧光特性,利用Au纳米团簇荧光性质在离子检测、生物小分子检测、蛋白质检测和生物成像方面的应用,为Au纳米团簇的研究提供参考。     

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.     

氟化钾团簇的相变、成核和重结晶的分子动力学模拟

我们利用Born-Mayer-Huggins相互作用势函数对(KF)_N(N=108，256，500和864)团簇进行了分子动力学(MD)模拟。为了避免周期性边界条件对相变、成核和重结晶的干扰作用，对体系采用了自由边界。基于MD模拟结果，对团簇的熔化温度、熔化焓、扩散系数、成核速率、固液界面自由能、临界核大小等进行了计算和讨论。在对(KF)₈₆₄双晶团簇的热退火模拟中，观察到了固态的重结晶和晶粒的生长。经典的成核理论成功地解释了(KF)₈₆₄双晶团簇的重结晶MD模拟结果。     

纳米镍团簇表面性质及能量的分子动力学研究

在单分散金属纳米粒子制备过程中,金属烧结现象需要尽量避免。烧结与诸多因素有关,其中金属纳米粒子的表面性质和能量对烧结作用有着重要影响。本工作利用分子动力学,以4种不同粒径的金属Ni纳米团簇为研究对象,在COMPASS力场下对不同温度下其表面积、扩散性质、表面能以及比表面能等进行了计算。结果显示,随着温度从300K升至1000K,纳米团簇的表面积稍微增加了约5%,表面层扩散系数显著增加了约3个数量级,表面能量升高了约15%,同时表面层与体相的能量差明显增加了近3倍。比表面能定义为增加单位表面积所引起的表面能的增量。计算结果表明,700K时团簇的比表面能比镍熔点处的表面张力高出约3个数量级,预示着团簇烧结具有强大的推动力。比表面能随温度升高以及粒径增大而下降,与热力学原理相一致。     

高压下MgO熔化特性的分子动力学模拟

Molecular dynamics simulation was used to study the melting of MgO at high pressures. The melting temperature of MgO was accurately obtained at elevated temperature and high pressure after corrections based on the modern theory of melting. The calculated melting curve was compared with the available experimental data and other theoretical results at the pressure range of 0-135 GPa. The corrected melting temperature of MgO is in good agreement with the results from Lindemann melting equation and the twophase simulated results below 15 GPa.     

Melting Mechanism and Structure Evolution of Au Nanofilms Explored by Molecular Dynamics Simulations

The melting mechanism and structure evolution of two-dimensional Au nanofilms with different thicknesses have been investigated in detail by using classical molecular dynamics simulations. The simulation results demonstrate that all Au nanofilms display a two-stage melting behavior of surface premelting and homogenous melting. Furthermore, the premelting behavior only occurs in the outermost layers but the other inner layers always keep a stable solid state until the corresponding melting point, which is different from the premelting behavior from surface into the interior in zero-dimensional Au nanocluster and one-dimensional Au nanowire. Meanwhile, the increase of nanofilm thickness can lead to an increase of melting point. During the premelting process, the surface reconstruction fromthe f100g plane to the f111g plane has directly been observed at a atomic level for all Au nanofilms. However even for the thinnest L2 nanofilm, the surface stress can't induce such surface reconstruction until temperature is up to 500 K, while similar surface reconstruction induced by surface stress can be observed at much lower temperature for the Au nanowire due to its higher surface-to-volume ratios compared to the Au nanofilm. In addition, our simulation results show that the thinnest Au nanofilm with two atomic layers can be broken into independent one-dimensional nanowires when the temperature reaches a certain value.     

RbCl熔解的分子动力学模拟研究

采用等压分子动力学模拟方法，研究了从晶相到液相不同温度下ＲｂＣｌ体系的结构和性质，等压模拟咄等容怀致的平衡性质和结构特征，键序参数计算，不计及导热过程情形下，体系在振荡驰豫时间量级内完成熔化过程，由于不需要密度数据，等压模拟有望发展成为材料设计中的一种手段。     

金属Ni熔化前后结构变化的分子动力学模拟

使用Tight-binding势函数, 对FCC-Ni升温熔化过程的结构变化进行了分子动力学模拟. 在定压条件下模拟得到的Ni的熔点在1850 K与1900 K之间. 计算得到了体系在各温度下的径向分布函数和配位数分布等静态结构信息以及动力学性质. 计算得出的液体Ni的扩散系数在1900 K时约为5.02×10−9 m2•s−1, 与实验数据相符. 对液态体系中FCC短程有序结构可能发生的畸变以及由此导致的H-A键型变化进行了分析, 结合配位体构型搜索和键对分析方法计算了各温度下不同短程有序结构的分布. 计算表明, Ni在熔化之后仍保留有部分晶态短程结构, 但发生了较大的畸变, 同时液态中有少量的缺陷二十面体结构存在. 而液体Ni中大多数的配位体的几何构型介于FCC与缺陷二十面体之间.     

离子液体[emim]Br熔点的分子动力学模拟

运用分子动力学模拟, 采用直接加热法和微正则(NVE)系综法计算离子液体[emim]Br的熔点, 以期获得较好的熔点预测方法. 直接加热法通过分析体系的非键合能、密度、径向分布函数、扩散系数和平动序参数随温度的变化关系判断熔点; NVE系综法则通过获得固液共存体系判断熔点. 直接加热法中, 体系易出现过热问题; NVE系综法则能有效克服过热问题, 是在模拟研究中应优先选择的离子液体熔点预测方法.     

SrF2和BaF2熔化温度的分子动力学模拟

利用壳层模型分子动力学方法,考虑萤石结构分子中的预熔化现象,对SrF2和BaF2的分子动力学模拟熔化温度进行修正,获得了高压下SrF2和BaF2的熔化温度．同时给出了300K、0．1MPa-7GPa和10．1MPa-3GPa时SrF2和BaF2的状态方程,与已有研究结果的最大误差分别为0．3％和2．2％．计算所得SrF2和BaF2常压下的熔点与已有的实验结果符合较好．对于SrF2和BaF2分子体积变化和已有的熔化模拟的差别也做了比较和讨论．     

贵金属Au的液态结构分子动力学模拟

用分子动力学模拟方法在1573－200K的温度范围内对液态Au的微正则系综进行了模拟研究。模拟采用或嵌原子相互作用势对时间和空间的平均，得到了不同温度下Au的润分布函数及原子组态变化的重要信息，并利用键对分析技术对模拟结果作了深入讨论．     

CaF2熔化温度的分子动力学模拟

The molecular dynamics method has been applied to simulate the melting temperatures of CaF 2 at elevated temperature and high pressure and to calculate the P～V equation of state of CaF 2 up to 100 GPa at 300 K. The interatomic potential was taken to be the sum of pairwise additive Coulomb, van der Waals attractions, and repulsive interactions. In addition, the shell model was used in molecular dynamics simulation. The pressure dependence of the melting temperature of CaF 2 was predicted up to 4 GPa. However, in order to account for the superheating melting of the molecular dynamic simulation, the simulated melting temperatures of CaF 2 were corrected by the modern theory of melting. Consequently, the melting temperatures of CaF 2 were accurately obtained at elevated temperature and high pressure. Therefore, it is shown that shell model molecular dynamics simulation at constant pressure indeed provides a useful tool for studying the melting temperatures of other materials under high pressures.