线度和形状对纳米晶体弹性模量的影响

利用具有可变形状的直角平行六面体形的纳米晶模型,应用固体理论,求出纳米晶的弹性模量的表示式.以纳米金刚石为例,探讨线度和形状对纳米晶弹性模量的影响.结果表明:纳米金刚石的弹性模量随原子数的增多而增大.原子数较少时,变化较快,且3种形状的弹性模量的差别较大;原子数较多时则相反.当原子数趋于无穷大时,形状引起的差别消失,都趋于块状晶体的结果.3种形状中,杆状的弹性模量修正量最小,而立方状的最大.在对弹性模量的影响方面,温度、线度、形状这3种因素中,以线度和形状的影响更显著.     

形状和原子数对铟纳米晶热力学性质的影响

在纳米晶表面和体内原子数与形状的关系以及德拜温度和超导转变温度的计算公式基础上,以铟纳米晶为例,研究了形状、原子数对纳米晶的德拜温度和超导转变温度影响．结果表明：纳米晶会出现所谓双向微结构现象,即扁平状和细杆状的直角形纳米晶有相同的原子配位数和热力学性质;纳米晶的德拜温度与原子相互作用势和形状有关．它随温度的变化与块状晶体有相同的变化趋势,但取最小值的温度比块状晶体的值要低;在直角形纳米晶中,以立方形的德拜温度为最低;原子数较少时,铟纳米晶的超导转变温度随原子数的增多而升高,立方形超导转变温度高于扁平状和细杆状的值;而原子数较大时,情况相反．如将纳米晶原子数（线度）减小到一定值时,将纳米晶制成立方形会提高超导转变温度．     

形状和原子数对纳米晶粒铟热力学性质的影响

应用热力学和固体物理的理论,从微观角度得到纳米晶德拜温度的变化规律及热容与表面原子数、体内原子数、形状因子、温度等的关系.以铟纳米晶为例,研究了形状、原子数对纳米晶热容的影响.结果表明纳米晶德拜温度与原子相互作用和结构、原子数、形状有关.研究纳米晶热容时,表面效应和形状因子不能忽略.铟纳米晶的热容随温度升高而增大,其中表面热容受形状的影响较大,而体内热容与形状无关.在各种形状的纳米晶粒中,立方形纳米晶粒热容最大.表面热容和体内热容均随原子数增加而增大.     

非简谐振动对晶体Mo热力学性质的影响

以晶体Mo为例 ,讨论了非简谐振动对晶体的热膨胀系数、格林乃森参数的影响 .结果表明 :热膨胀系数、格林乃森参数均随温度的升高而非线性地增大 ,只有考虑到第二非简谐系数后 ,理论计算的热膨胀系数、格林乃森参数才与实验数据比较接近     

层状晶体中格林乃森参量随温度变化规律的研究

应用热力学理论导出了层状晶体的格林乃森参量与膨胀系数的相互关系，并以石墨为例，研究了格林乃森参量随温度的变化规律。结果表明：层状晶体与一般晶体不同，尽管它们的格林乃森参量都随温度升高而增大，但层状晶体变化较大，如石墨在50－200K范围内可增加85％，而一般晶体则变化很小，大致在5％左右；对层状晶体，由于振动的膜效应，使得沿平面层方向的格林乃森参量在某些温度范围内出现负值，而一般晶体的格林乃森参量总为正值。     

线度和非简谐效应对Ag纳米晶热力学性质的影响

应用固体物理和统计物理的理论,考虑原子作非简谐振动,从微观角度研究了Ag纳米晶的热膨胀系数、格林乃森常数、化学势等随温度的变化规律.结果表明:①在简谐近似下,Ag纳米晶不会有热膨胀,其格林乃森常数为零,非简谐效应导致热膨胀系数和格林乃森常数都随着温度升高而增大,但变化较慢.②球形Ag纳米晶的化学势大于平面块状晶体的化学势,且粒子线度愈小,两者相差愈大;其中,由界面弯曲引起的化学势修正μ′e随粒径的减小而增大,粒径较大时,μ′e将不变.③球形Ag纳米晶受温度的影响大于平面块状晶体,总化学势随温度升高而减小,但变化缓慢,由界面弯曲引起的化学势修正μ′e随温度升高而增大,且温度愈高,μ′e的变化速度愈快.④非简谐效应影响纳米晶热力学性质的本质在于它改变了原子的相互作用势形式和总相互作用能.     

晶体铟的德拜温度和格林乃森参量随温度变化规律研究

研究了原子相互作用势与晶体德拜温度的关系．考虑到原子作非简谐振动，得到了格林乃森参量随温度变化的规律．以晶体铟为例，探讨了晶体德拜温度随温度的变化规律，理论计算与实验基本符合．     

单层AlN类石墨烯材料热力学性质随温度的变化研究

考虑原子振动的非简谐效应,搭建了固体物理模型,研究了氧化铝(AlN)类石墨烯材料的热膨胀系数、格林乃森参量和弹性模量等热力学性质随温度的变化规律.结果表明:①简谐近似下, AlN类石墨烯材料不发生热膨胀,它的线膨胀系数为零,格林乃森参量和弹性模量均为常量,这些结果与实际不符,因此必须考虑非简谐效应;②考虑非简谐效应后, AlN类石墨烯材料的格林乃森参量、线膨胀系数和弹性模量均随温度的升高而非线性增大,变化范围分别为:0.547～0.630,8.57×10~(-5)～3.60×10~(-3) K~(-1)和58.54～500.00 N/m,且温度愈高,非简谐效应愈显著;③AlN类石墨烯材料的线膨胀系数和弹性模量在数值上虽与AlN块状晶体不同,但它们随温度的变化规律相似.     

铁钴镍纳米材料热容量规律的比较分析

用爱因斯坦模型和德拜模型分析得出无磁场时铁、钴和镍磁性粒子热容量的变化,用统计物理方法分析了磁矩与外磁场相互作用、晶格振动、表面自由能等对铁、钴和镍纳米铁磁粒子热容量的影响.数值计算结果表明:无磁场时,低温情形下热容量随着温度的升高而变大,温度较高时趋于稳定;磁矩与外磁场相互作用引起的纳米铁磁粒子的热容量随温度的升高而增大,随外磁场强度的增大而减小;晶格振动引起的纳米铁磁粒子热容量随温度的升高而增大;粒子表面能引起的热容量随温度的升高而增大,粒径越大,热容量也越大.     

铁钴镍纳米材料热容量规律的比较分析

用爱因斯坦模型和德拜模型分析得出无磁场时铁、钴和镍磁性粒子热容量的变化,用统计物理方法分析了磁矩与外磁场相互作用、晶格振动、表面自由能等对铁、钴和镍纳米铁磁粒子热容量的影响．数值计算结果表明：无磁场时,低温情形下热容量随着温度的升高而变大,温度较高时趋于稳定;磁矩与外磁场相互作用引起的纳米铁磁粒子的热容量随温度的升高而增大,随外磁场强度的增大而减小;晶格振动引起的纳米铁磁粒子热容量随温度的升高而增大;粒子表面能引起的热容量随温度的升高而增大,粒径越大,热容量也越大．