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     

Ti2AlNb合金的嵌入原子势

分子动力学模拟是一种行之有效的计算机模拟方法;然而,由于缺少合适的多元合金原子间势,因而限制了分子动力学模拟的应用.多元合金原子间势的开发一直具有挑战性.本文在嵌入原子势模型的框架下,提出一种适用于三元有序合金的原子间势构建方法,并开发了适用于原子尺度力学行为模拟的Ti₂AlNb合金新型原子间势.该势能够很好地再现B2-Ti₂AlNb的弹性常数、未弛豫的空位形成能、置换原子形成能、换位原子形成能、表面能和三种有序构型(B2相、D0₁₉相、O相)在不同体积下的内聚能.为了进一步检验势函数,计算了B2相的E-V曲线,结果与Rose曲线符合得很好;利用分子动力学模拟研究了B2相的熔化转变过程,结果大致反映了实验情况.本文的工作一方面为开发多元合金原子间势提供一种途径,另一方面为模拟计算Ti₂AlNb合金的工作者提供一种选择.     

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。     

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NgDx15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...     

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.     

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。     

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.     

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     

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.     

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.     

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     

铁的原子间相互作用及声子谱

根据近年发展起来的Mbius变换方法,从铁的结合能出发,反演计算出铁中原子间的相互 作用势.利用得到的相互作用势直接计算了原子力常数,并进而计算了铁的声子谱.计算中发 现,在研究铁中原子间相互作用时,仅考虑二体相互作用是不够的,还必须考虑三体相互作 用,采用Slater-Kirkwood型三体势,计算结果表明,在考虑三体势后,在三个主要对称方 向［1００］,［11０］,［111］上,计算结果与实验值得到了满意的符合. 关键词： 原子间相互作用势 声子谱 Mbius变换     

Sn的分析型键级势

基于类似于Tersoff-Brenner模型的键级势架构, 从Sn的5种几何构型的基本物性第一性原理计算结果和实验结果出发, 通过Levenberg-Marquardt方法建立了Sn的分析型键级势.利用得到的相互作用势和分子动力学方法, 计算了Sn的β 相和体心四方晶体相的晶体结构、结合能、键距、键能以及体变模量, 并进而计算了Sn的α 和β 相的自由能、内能和熵随温度的变化.结果表明, β 相和体心四方晶体相的基本物性以及α↔β 相变温度计算结果与实验值符合良好, 建立的分析型键级势可用于Sn基钎料合金性质的大尺度分子动力学模拟. 关键词： 原子间相互作用势 Sn 分子动力学 第一性原理     

Ti,Nb, Al及其二元合金状态方程的第一原理计算及其应用

金属状态方程对于探究金属及合金原子的相互作用中起到了至关重要的作用.本文使用第一原理计算了Ti, Nb, Al及其二元合金能量与原子间距关系(E-r关系),并使用得到的E-r关系计算了金属及合金的体弹性模量,结果与实验值吻合的很好.计算结果表明,使用不同的赝势,计算不同金属表现出不同的适用性;二元合金的E-r曲线处于对应合金化元素曲线之间;并且合金的E-r曲线会更靠近合金内含量较高的元素的E-r曲线;并发现合金E-r关系可通过组成合金的纯金属的E-r关系计算获得,且用该方法计算材料的体弹性模量与实验值非常符合.     

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.     

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.     

用修正的TT势模型计算He-He原子间近程相互作用势

本文从原子间相互作用的物理本质出发,用修正的Tang-Toennies（TT）势模型计算了He-He原子间相互作用的van der Waals势．结果显示修正后的势模型在平衡间距附近及远程部分仍然给出了势能曲线的准确结果,在近程部分则较之TT势给出了与实验符合得更好的结果．     

Fe-Cr-V-Ni-Si-C系多元合金的原子间互作用势的构建及应用

使用第一性原理赝势方法及量子化学从头算方法计算的物理量以及最小二乘法拟合的数据构建了多元合金Fe-Cr-V-Ni-Si-C系的原子间互作用势，并利用该原子间互作用势计算了实验合金N5(Fe9.07Cr7.56V0.8Ni0.49 Mo0.96Mn1.52Si3.3C)，N6(Fe9.65Cr7.72V1.17Ni0.50Mo0.91Mn1.42Si3.3C)，N7(Fe9.81Cr7.65V1.58Ni0.46Mo0.86Mn1.35Si3.3C)，N8(Fe10.05Cr7.59V2.24Ni0.40M