单晶硅纳米薄膜面向导热MD研究的探讨

本文分析了经典分子动力学(Molecular Dynamics)技术在模拟厚度在纳米量级的单晶硅薄膜平行于薄膜平面方向的热导率时出现的用难,指出精确计算薄膜表面附近处的原子运动状态对于单晶硅纳米薄膜面向热导率的分子动力学模拟具有重要意义,并在此基础上提出采用基于分子动力学和预处理共轭梯度法(Preconditioned conjugate Gradients)的Ab Initio方案模拟面向热导率。     

Cu3Au熔体快速冷却过程微观结构演化的分子动力学模拟

利用分子动力学模拟技术研究了金属间化合物Cu3Au熔体的双体分布函数g(r)在快速凝固条件下随温度的变化情况,结果表明,Cu3Au降温至700K时第二峰已发生劈裂,液态金属中已经产生了非晶态;用键对分析技术详细考察了Cu3Au中微观组团随温度的演化特点,液体中的键对数及多面体数与温度的关系都表明,Cu3Au在向非晶转变的过程中,的确发生了微观结构组态的变化,其中以液体中的缺陷多面体随温度变化最为剧烈.非晶不是过冷液态的"冻结".     

35MeV/u36Ar+124Sn反应中类弹产物的同位素分布特性

测量了35MeV/u³⁶Ar+¹²⁴Sn反应中5.3°处类弹产物的同位素分布,观察到随着出射动能的增加,产物的平均中质比逐渐减小而接近弹核的平均中质比.同位旋相关的量子分子动力学计算表明,随着反应时间的增加,类弹产物的平均出射动能逐渐减小而平均N/Z值则逐渐增大.另外,碰撞参数也影响类弹产物的同位素组成:随着碰撞参数的减小,类弹产物的平均N/Z值减小.     

硼/氮原子共掺入金刚石的晶格损伤及其退火过程的计算机模拟

借助于Tersoff势函数和分子动力学模拟技术研究了室温下500eV的能量粒子硼(4个)和氮(8个)共掺入金刚石晶体中所引起的损伤区域内晶体微细观结构的变化特征以及后续加热退火晶体结构的演变特征.结果表明：随着掺入原子数目的增加，受影响的区域范围渐渐增大，12个粒子全部注入金刚石晶体后局部影响区域的半径达0.68nm，损伤区域中心的三配位原子数增加而四配位数原子数量减少.加热退火过程中损伤中心区域的原子发生扩散，部分原子的扩散距离达到4个晶格间距.加热退火使损伤区域中心原子间的平均键长趋于金刚石结构的键长.退火后薄膜中注入的杂质原子向表面扩散引起应力分布产生变化，杂质原子经过一系列的扩散过程能够到达空位的位置，减少薄膜中空位数量，减小晶格畸变程度，原子向表面扩散引起应力产生重新分布，薄膜中应力峰值的峰位向薄膜表面发生移动，局部应力集中程度降低.通过不同退火温度的比较发现低温下退火(800℃)更有利于空位的运动和晶格损伤的恢复从而提高晶格质量. 关键词： 金刚石共掺杂 分子动力学 退火     

飞秒激光控制的量子分子动力学研究——多维三能级系统

结合MCTDH方法和优化控制理论，以具有三个电子能级，三个振动自由度的吡嗪分子为例，模拟了优化飞秒激光作用下的量子分子动力学过程. 在对多维两能级系统的优化控制模拟的基础上，以三能级中的两个激发态为目标态，考虑了不同的目标态对多维系统量子动力学过程的影响. 关键词： 飞秒激光控制 MCTDH 方法 量子分子动力学     

Ar 原子内嵌对C60 富勒烯碰撞的影响

基于半经验势的分子动力学模型， 研究了相同能量下 C₆₀ +C₆₀ 与 Ar@C₆₀ +Ar@C₆₀ 的对心碰撞后形成的富勒烯结构的不同。 发现在相同的能量下， Ar@C60 +Ar@C60 形成的碰撞产物的结构相比 C₆₀ +C₆₀ 碰撞产物的结构有着明显的不同: 前者形成“花生”状的新富勒烯结构， 后者形成“哑铃”状的双富勒烯结构。     

均匀核化过程中凝结核分维数研究

运用分子动力学模拟方法,对水蒸汽均匀核化凝结过程进行了研究.采用分形理论分维数统计中的小盒计数法,对二维条件下凝结核的分维数的变化规律进行了统计计算.模拟结果表明,水蒸汽均匀核化过程中所形成的凝结核表面的分维数并非一过程量,凝结核表面分维数并不随凝结核的长大而变化,当凝结核长大到一定程度后,其表面分维数将达到一恒定值.本文对初始温度为500℃,密度分别为100和200 kg/m3的过热水蒸气冷却到20℃的过程进行了模拟,水蒸汽在二维均匀核化过程中所形成的凝结核表面分维数为1.79.     

温度对金属纳米线势能分布的影响

采用三维分子动力学模拟方法,以面心立方金属银为研究对象,基于Finnis-Sinclair型嵌入原子法(EAM)多体势,模拟研究了纳米线势能分布特征在常温下及其在不同温度直到熔化过程中的变化,给出了常温及不同温度银纳米线势能分布比例和势能分布函数.结果表明:常温下,纳米线高势能原子比例随纳米线横截面尺寸的减小而增大,势能分布函数曲线各峰位几乎与纳米线横截面尺寸无关;纳米线熔化前的势能分布函数曲线具有多个波峰,随着温度增加,峰数减少且峰位右移;熔化后,多峰特征消失,只有一个宽化的峰.     

岩盐结构氧化锌物态方程的分子动力学模拟

利用分子动力学方法和有效经验对势模型对ZnO岩盐结构高温高压下的物态方程进行了研究， 发现分子动力学方法得到的ZnO岩盐结构的摩尔体积(300?1273 K，3.2?10.4 GPa)和实验结果吻合；另外，基于经验势模型的可靠性预测了1373?2273 K和0? 50 GPa的ZnO岩盐结构的P-V -T关系，并利用相应的热力学公式拟合得到了ZnO岩盐结构常态下的线性热膨胀系数、等温体模量及其对压力的一阶导数等重要的热力学参量．     

水蒸汽在波纹板上凝结的分子动力学研究

本文建立了水蒸气在波纹板上凝结的数学模型,以此模型为基础,模拟了水蒸气从300℃冷凝到20℃的温度变化过程,并和同温度范围下平板的凝结过程进行比较.结果表明,水蒸气在波纹板上凝结较快,其差异可以用反射理论进行解释.同时模拟结果也证实了凝结过程中存在二次转化温度,在该温度附近系统处于亚稳定状态.波纹板上凝结时,该状态较易被破坏进而转向下一个更加稳定的状态,平板上凝结时,这种亚稳态不易被破坏,使进一步降温变得困难.