金属学报  2004, Vol. 40 Issue (9): 897-902

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<111>生长铜膜中孪晶形成与出现几率的分子动力学模拟

周耐根 周浪

南昌大学材料科学与工程学院; 南昌 330047

Molecular Dynamics Simulation of Formation and Probability of Twinning in <111> Grown Copper Films

ZHOU Naigen; ZHOU Lang

School of Materials Science and Engineering; Nanchang University; Nanchang 330047

周耐根; 周浪 . <111>生长铜膜中孪晶形成与出现几率的分子动力学模拟[J]. 金属学报, 2004, 40(9): 897-902 .
, . Molecular Dynamics Simulation of Formation and Probability of Twinning in <111> Grown Copper Films[J]. Acta Metall Sin, 2004, 40(9): 897-902 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(15112 KB)   摘要: 运用分子动力学和静力学方法对,<111> 生长铜膜中孪晶形成的原子过程与能量进行 了模拟研究. 所用的原子间相互作用势为 Finnis-Sinclair型镶嵌原子法(EAM)势. 模 拟和计算分析结果表明, <111>生长铜膜表面沉积原子在不同局部可形成正常排列的fcc畴 或错排的hcp畴；沉积原子处于hcp位置时体系的能量比fcc位置时要高, 其增量决定了孪 晶面出现几率. 沉积原子错排能还受相邻{111}孪晶面的影响, 其间距小于3个原子层厚时, 沉积原子错排能与不形成孪晶的Al晶体表面沉积原子错排能相当, 此时形成 孪晶面的几率极低; 随间距的增加, 表面沉积原子错排能迅速降低, 在间距达到约12个原 子层厚以后, 降到略低于完整Cu晶体{111}表面的沉积原子错排能, 这表明此时出现 孪晶面的几率比在完整晶体表面形成一个新的孪晶面的几率要大. 关键词 ： 铜膜,  孪晶,  分子动力学     Abstract：Molecular dynamics/statics study of the atom process and relevant energy for formation of the twins in <111> grown copper films have been carried out. An embedded atom method (EAM) potential of Finnis-Sinclair type was employed. The results show that the deposited atoms on <111> grown copper films can form fcc domains or hcp domains in different localities. When atoms deposited at hcp positions, the energy of the system is higher than that at fcc positions. The increment decides the probability of twin formation. It is further indicated that the mismatch energy of the deposited atom is greatly affected by previously formed \{111\} twin plane. When the distance between surface and the twin plane underneath is smaller than three atomic layers, the mismatch energy is as high as that for perfect crystal of aluminum which does not form twins in <111> growth, and hence the probability for formation of twin is very low. As the distance increases, the mismatch energy rapidly decreases, and even becomes slightly lower than that on {111} plane of perfect copper crystal after the distance reaches twelve atomic layers, implying that the probability for formation of twin plane is higher than that on {111} surface of perfect crystal. Key words： copper film    twin    molecular dynamics 收稿日期: 2003-09-17      ZTFLH:  O484.1   服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 周耐根 周浪 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2004/V40/I9/897 [1] Rosenberg R, Edelstein D C, Hu C K, Rodbell K P. AnnuRev Mater Sci, 2000; 30: 229 [2] Zhou X W, Wadley H N G. Ada Mater, 1999; 47: 1063 [3] Zhou L, Zhou'N G, Li D G. In: Chinese Materials Research Society ed., Progress in Materials Science and Engineering' 2002, Beijing: Metallurgical Industry Press, 2003: 1830 (周 浪,周耐根,李殿国见:中国材料学会主编, 2002年材料科学与工程新进展,北京:冶金工业出版社,2003:1830) [4] Auckland G J, Tichy G, Vitek V, Finnis M W. Philos Mag, 1987; 56A: 735 [5] Peng B, Cai M, Li G, Wu X J, Zhou F. Nanostruct Mater, 1994; 4: 475 [6] Wen Y H, Zhou F X, Liu Y W. Chin Phys Lett, 2001; 18: 411 [7] Zhou N G, Zhou L, Zhu S L. In: Chinese Materials Research Society ed., Progress in Materials Science, and Engineering' 2002, Beijing: Metallurgical Industry Press, 2003: 1880(周耐根,周 浪,朱圣龙.见:中国材料学会主编, 2002年材料科学与工程新进展,北京:冶金工业出版社,2003:1880) [8] Wen Y H, Zhou F X, Liu R W, Zhou C E. J Mech, 2002; 34: 29(文玉华,周富信,刘日武,周承恩.力学学报,2002;34:29) [9] Ercolessi F, Adams J B. Europhys Lett, 1994; 26: 583 [10] Zhou L, Zhou N G, Zhu S L. Acta Metall Sin, 2002; 38: 795(周 浪,周耐根,朱圣龙.金属学报, 2002;38:795) [11] Zhou L, Zhu S L. Scr Mater, 2002; 47: 677 [12] Toxvared S. Phys Rev, 1993; 47E: 343 [13] Feng D, et al. The Physics of Metals. Beijing: Science Press, 1998: 333(冯端等著.金属物理学.北京:科学出版社, 1998:333) [14] Fleming S D, Parkinson G M, Rohl A L. J Cryst Growth, 1997; 178: 402 [1] 赵鹏, 谢光, 段慧超, 张健, 杜奎. 两种高代次镍基单晶高温合金热机械疲劳中的再结晶行为[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1221-1229. [2] 白佳铭, 刘建涛, 贾建, 张义文. 高W高Ta型粉末高温合金的蠕变性能及溶质原子偏聚[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1230-1242. [3] 邵晓宏, 彭珍珍, 靳千千, 马秀良. 镁合金LPSO/SFs结构间{\mathrm{10}\overline{\mathrm{1}}\mathrm{2}}孪晶交汇机制的原子尺度研究[J]. 金属学报, 2023, 59(4): 556-566. [4] 万涛, 程钊, 卢磊. 组元占比对层状纳米孪晶Cu力学行为的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(4): 567-576. [5] 高栋, 周宇, 于泽, 桑宝光. 液氮温度下纯Ti动态塑性变形中的孪晶变体选择[J]. 金属学报, 2022, 58(9): 1141-1149. [6] 李海勇, 李赛毅. 纯Al <111>对称倾斜晶界迁移行为温度相关性的分子动力学研究[J]. 金属学报, 2022, 58(2): 250-256. [7] 卢磊, 赵怀智. 异质纳米结构金属强化韧化机理研究进展[J]. 金属学报, 2022, 58(11): 1360-1370. [8] 潘庆松, 崔方, 陶乃镕, 卢磊. 纳米孪晶强化304奥氏体不锈钢的应变控制疲劳行为[J]. 金属学报, 2022, 58(1): 45-53. [9] 戴进财, 闵小华, 周克松, 姚凯, 王伟强. 预变形与等温时效耦合作用下Ti-10Mo-1Fe/3Fe层状合金的力学性能[J]. 金属学报, 2021, 57(6): 767-779. [10] 温斌, 田永君. 纳米孪晶金属和纳米孪晶共价材料的力学行为[J]. 金属学报, 2021, 57(11): 1380-1395. [11] 梁晋洁, 高宁, 李玉红. 体心立方Fe中微裂纹与间隙型位错环相互作用的分子动力学模拟[J]. 金属学报, 2020, 56(9): 1286-1294. [12] 李美霖, 李赛毅. 金属Mg二阶锥面<c+a>刃位错运动特性的分子动力学模拟[J]. 金属学报, 2020, 56(5): 795-800. [13] 李源才, 江五贵, 周宇. 温度对碳纳米管增强纳米蜂窝镍力学性能的影响[J]. 金属学报, 2020, 56(5): 785-794. [14] 李源才, 江五贵, 周宇. 纳米孔洞对单晶/多晶Ni复合体拉伸性能的影响[J]. 金属学报, 2020, 56(5): 776-784. [15] 余晨帆, 赵聪聪, 张哲峰, 刘伟. 选区激光熔化316L不锈钢的拉伸性能[J]. 金属学报, 2020, 56(5): 683-692. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed