降温过程对Au24Cu19合金团簇结构变化影响

采用基于嵌入原子法的正则系综NVT分子动力学方法在原子尺度上计算了包含24个金原子和19个铜原子的Au24Cu19双金属团簇在急冷和连续降温过程中的结构演化.根据原子平均势能、主要原子键对数目以及原子堆积结构随温度的变化表明,随着温度的降低,团簇表现为铜原子在内,金原子和少量铜原子包覆在外的构型.在温度被降低到较高温度区间时,急冷降温过程中,键对数目呈高-低振荡变化;连续冷却过程中,键对数目则呈低-高振荡变化.在温度较低的区间,直至400K,这两个冷却条件下的键对数目表现为同步变化.     

Cu_(59)团簇在升温过程中结构变化的分子动力学研究

应用基于嵌入原子势的分子动力学方法研究了一个Cu59团簇在升温过程中由固态转变为熔体的结构演化过程.根据由原子密度分布函数确定的4个壳层内原子局域结构随温度升高所发生变化的分析表明,在升温过程中由于原子之间连续地交换位置,团簇结构发生了三个阶段的变化.首先在团簇内部形成由13个原子组成的近二十面体结构,继之各壳层内的原子结构逐渐变得无序,并最终形成原子分布于3个壳层内的处于熔融状态的Cu59团簇.     

小尺寸Au-Ag合金团簇稳定结构的模拟研究

采用微正则分子动力学方法模拟了原子数N=80的7种Au-Ag合金团簇（按原子数比例不同）,得到团簇势能随温度变化关系．结果表明,降温速度对团簇结构的势能影响很大,冷却速度较慢的情况下,形成的团簇势能较低,结构相对稳定．采用相同的降温速度模拟了N=144的7种Au-Ag合金团簇的这种稳定结构,得出各种原子数比例不同的合金团簇的稳定结构具有一定的相似性．     

Zr_(55)Cu_(35)Al_(10)金属玻璃中紧键结合团簇的定量表征

定量表征金属玻璃的原子结构是深入理解和解释金属玻璃独特的物理性能和力学性能的关键.本文通过铜模吸铸法制备了Zr55Cu35Al10大块金属玻璃圆棒状试样,并利用中子衍射获得试样的对分布函数,从而定量地定义了金属玻璃紧键合团簇模型中的紧键合团簇.还通过第一性原理分子动力学模拟对Zr55Cu35Al10大块金属玻璃局域原子结构进行模拟计算,从模拟得到的结构中提取了许多紧键合团簇,并通过团簇尺寸对其定量地表征.     

Gupta团簇的2次融化过程及其与结构变化的关系

利用微正则经典分子动力学方法,对具有Gupta势的13粒子团簇的融化过程进行了研究.发现在Gupta势的势参量p和q取值合适的情况下,13粒子团簇的融化过程具有2步融化现象.进一步利用原子等价系数σi(t)的研究还发现,团簇的第1步融化仅涉及表面粒子的异构化过程,而第2步融化中的异构化过程则涉及团簇中所有粒子.     

紧束缚分子动力学研究硅团簇(n=20)的稳定结构

利用紧束缚分子动力学模拟了硅团簇(n=20)在不同条件下的稳定结构,分析并比较了它们的构型和结合能的大小,结果发现模拟退火温度在1700K 时得到的结构是最稳定的.     

CoNi合金19原子团簇结构与热力学特性研究

用分子动力学方法并结合模拟退火的算法,采用GEAM势研究了总数为19的CoNi合金团簇的基态和非基态结构,并以此为基础给系统升温,研究了团簇的热力学特性。研究发现,无论合金比例如何,基态结构都是双正二十面体结构,且基态能量随Co原子个数的增加而增加。此外,还研究了合金团簇的相变规律,发现无论纯金属还是合金,都存在预熔现象,熔化时随着合金中Ni原子个数的增加,熔化温度有下降的趋势。     

Au19团簇热力学特性的微观分析

利用经典微正则系综分子动力学,采用Gupta原子间作用势,对非晶结构的19个金原子团簇的热力学特性进行了研究.通过计算团簇内原子时间平均势能的特性以及对团簇瞬时结构的分析发现,团簇的融化过程较对称团簇具有一些新的特征,团簇的融化过程可以分为多个过程.第1阶段的融化涉及团簇表面多个原子(14个原子),其余(4个)原子则处于准固态;第2阶段涉及表面全部原子,但此时有2个位置原子逗留时间较长;第3阶段表面的原子全部开始了快速的换位;第4阶段产生了包括团簇内部原子在内的结构异构化过程.由此,导致了团簇的卡路里曲线、相对均方根键长涨落和热容量的一些新的变化.     

纳米铝团簇初始氧化过程分子动力学模拟

为了研究铝团簇在不同氧化剂中氧化特性及机理,采用ReaxFF反应力场分别对Al-O₂和Al-H₂O系统的初始氧化过程进行了模拟. 在Al-O₂系统中,环境温度决定初始氧化过程铝团簇周围是否出现单独Al原子,且存在一个温度阈值,当低于温度阈值时不会出现单独Al原子. 在Al-H₂O系统中,研究了初始水分子数和温度对初始氧化过程的影响. 研究结果表明,水分子对铝团簇表面吸附的水分子离解过程具有促进作用. 分析了直径为2 nm铝团簇与水发生反应的机理,并与Al_n（n=3～20）团簇与水分子反应机理进行了比较,发现纳米铝团簇与水分子反应机理在不同初始水分子数和温度下存在明显差异.      

小Al-Ni合金团簇的结构

本文连用了基于紧束鳟模型的Gupta多体势,采用遗传算法研究了团簇的原子数目为13和19以及21的Al-Ni混合团簇的基态构形.将Al团簇中的一个或多个Al原子替其成Ni原子,Aln团簇的基态构形转化为象Ni团簇一样规则的,具有高对称性的结构.当替换的Ni原子数目增加时,混合团簇会形成一些复杂结构.     

(AgBr)n(n=7～9)团簇的热力学行为

用恒温分子动力学方法研究(AgBr)n(n=7～9)团簇的热力学行为。结果表明:在中温区,(AgBr)9的结构扭曲较严重,(AgBr)7的结构发生正侧面轮换,但仍都保持着基态结构的基本构型;(AgBr)8在160 K时,结构转变为双层八元环,在160～360 K时,也存在正侧面轮换现象.     

利用遗传算法研究(AgI)n(n=2～19)团簇基态结构

利用遗传算法结合改进的R—VR势,研究了（AgI）n（n=2—19）团簇的基态结构及相对稳定性。结果表明：团簇的基态结构主要以四元环和六元环邻接的茏状结构为主,并随着团簇尺寸的增加逐渐向密堆结构转变。（AgI）n（n=6,8、9、12、16）的结构较为稳定。     

钛团簇的融化行为

采用经验分子动力学方法研究了几个典型Ti团簇的热力学稳定性和融化行为.Ti团簇的融化行为清楚地依赖于体系的结构和尺寸.对于较小的团簇,融化曲线没有出现清楚的一级相变特征,意味着由于尺寸效应导致的固态液态共存.对于较大尺寸的团簇,观察到其融化过程伴随着表面融化、局部融化、结构共存和相变行为.     

基于团簇的Fe-B-Y-Nb四元块体非晶合金

利用团簇线和微合金化方法研究了Fe-B-Y-Nb四元合金体系中块体非晶合金形成. 选取Fe-B-Y三元体系作为基础体系, 将两条团簇线的交点成分定为基础成分; 然后添加少量的 Nb 对其进行微合金化. 结果表明, 由密堆团簇Fe₈B₃得到的三元基础成分Fe_68.6B_25.7Y_5.7, 在3%~5%(原子单位, 以下同)Nb微合金化后, 形成了Φ 3 mm的块体非晶合金棒. 这些块体非晶合金(Fe_68.6B_25.7Y_5.7)_100-xNb_x (x = 3%~5%)近似可表达为(Fe₈B₃)₁(Y,Nb)₁, 其中(Fe_68.6B_25.7Y_5.7)₉₇Nb₃块体非晶具有最大的玻璃形成能力, 其特征参数分别为: T_g = 907 K, T_x = 1006 K, T_g /T_l = 0.644, γ = 0.434, 长度t = 22 mm. 团簇线与微合金化相结合有望成为非晶合金成分设计的有效方法.     

中等正离子硅团簇的稳定结构及结构演变

用全势能线性muffin-tin轨道分子动力学（FP-LMTO-MD）方法与单亲基因进化算法相结合,对正离子Si11-30团簇的几何结构和电子结构进行了研究。对于正离子Si11-20团簇,结果与以前报道的相一致,但发现了一些与基态结构几乎一样稳定的同质异构体结构。特别是用上述方法找到了正离子Si21-30团簇的基态结构。尽管这些基态结构很可能与中性团簇的不同,但是它们大部分与中性团簇一样含有三帽三棱柱（TTP）子单元结构。当n〈25时,正离子团簇的长形结构比球状结构稳定,当n=25时,致密的球形结构比长形结构稳定,但当n=26和27时,球形结构与长形结构的稳定性发生逆转,而结构真正转化的大小发生在n=28。     

AuCu团簇分子动力学研究

根据D-B的嵌入原子法(EAM), 结合Johnson 双体势和Murrell多体势,对AuCu 团簇结构进行了分子动力学模拟.研究表明EAM 势函数可较好地描述非晶态合金体系.非晶态团簇形成中以多面体方式生长,无序态(采用二十面体及十面体结构)比有序态更稳定.     

Si10团簇与Si(111)面碰撞的紧束缚分子动力学模拟

利用紧束缚分子动力学方法模拟研究了Si10团簇与Si(111)表面碰撞的微观过程．研究了入射动能在10—60eV之间的碰撞过程，给出了不同时刻体系的原子位置的微观状态图．结果表明：Si10与Si(111)面碰撞时，吸附在晶体表面的能量域值为20eV，替位域能为30eV，损伤域能为40eV；入射能量大于50eV时，晶体表面严重损伤并且在60eV时，发现在外延层有Si7团簇生成；Si10团簇保持其结构特性吸附在Si(111)表面，需要的最佳能量在10～20ev之间，进而通过对碰撞结果的讨论得到了改变轰击能量可以控制外延生长的结构的结论。     

微波对水分子团簇结构影响的探究

研究了水的团簇结构及其经微波辐照后对其结构所产生的影响,得出了微波能够较好地改变水分子的团簇结构,使其较大的分子团变小的结论.另外,阐述了经微波作用后水的特殊性质和水所具有的功能.     

Au-Ag合金团簇熔点异常效应的模拟

采用分子动力学方法模拟了一定尺寸范围内不同原子数比例的金银合金团簇,研究了该团簇的熔点随原子数比例的变化规律,结果表明团簇熔点随原子数比例变化与块体合金熔点随原子比例变化不同,出现异常现象,文章最后对出现这种现象的原因进行了探讨.     

Ni-Hf非晶合金及其团簇式成分解析

Ni-Hf是一类重要的二元非晶形成体系,但其非晶形成能力较弱,最佳非晶成分尚不明确.本文利用团簇加连接原子模型,首先解析了二元深共晶点Ni65Hf35对应共晶相Ni7Hf3和Ni10Hf7的团簇结构,获得了可代表各自结构特征的主团簇;随后依据非晶合金的通用团簇式[团簇]（连接原子）1或3,设计出若干可能具有高非晶形成能力的合金成分.实验结果表明,急冷甩带后只有Ni71.43Hf28.57和Ni68.75Hf31.25两个成分点形成完全非晶,其中后者成分由团簇成分式[Ni-Ni7Hf5]Ni3描述,并具有最高的热稳定性（877K）和最低的液相线温度Tl（1482K）,被认为是Ni-Hf系中高非晶形成能力的成分点,其位于Ni65Hf35共晶点的富Ni侧,靠近共晶相Ni7Hf3.