金属学报  2007, Vol. 43 Issue (4): 379-384

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纳米尺度铜团簇在升温过程中结构变化的分子动力学研究

徐送宁;张 林;张彩碚;祁 阳

东北大学理学院；沈阳理工大学理学院

MOLECULAR DYNAMICS STUDY ON THE STRUCTURAL CHANGES OF COPPER NANOCLUSTERS BY HEATING

Song-Ning XU

东北大学博士生沈阳理工大学理学院

徐送宁; 张林; 张彩碚; 祁阳 . 纳米尺度铜团簇在升温过程中结构变化的分子动力学研究[J]. 金属学报, 2007, 43(4): 379-384 .
, , , . MOLECULAR DYNAMICS STUDY ON THE STRUCTURAL CHANGES OF COPPER NANOCLUSTERS BY HEATING[J]. Acta Metall Sin, 2007, 43(4): 379-384 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(1756 KB)   摘要: 应用正则系综分子动力学方法和嵌入原子势函数, 模拟计算了在升温过程中纳米尺度铜团簇Cun(原子数n=531, 603, 683)原子径向密度分布函数ρ(r)及原子的平均能量随温度的变化. 在将团簇沿其径向分为表层、近表层、内层I和内层II四个区域后, 研究了在升温过程中纳米尺度铜团簇表层及内部区域结构变化.结果表明, 团簇Cu603在温度为770 K时团簇表层区域原子的结构部分处于无序状态, 部分保持有序结构, 且这种有序和无序共存的状态一直持续到1000 K, 而在这一温度区间内, 近表层和内层原子的结构仍总体保持有序结构;在1000—1100 K温度区间内, 各区域原子的平均能量均经历一个N形变化后,当温度为1080 K时团簇各区域内原子的结构已变为无序, 但沿径向方向表现为层状分布; 直到1500 K时, 团簇的层状分布特征消失. 团簇Cu531和Cu683具有相似的结果. 关键词 ： 铜团簇,  分子动力学,  正则系综     Abstract：Molecular dynamics simulation were used to study the variations of atom radial density distribution profilesρ(r) and internal energy per atom with temperatures for Cun(n=531,603,683) clusters. The studied cluster could be divided into four parts of surface layer and approximate surface layer, etc. according to the calculations ofρ(r). The simulated results show that parts of Cu603 cluster surface layer have been found in the state of disorder, while the rest of the cluster surface layer remains orderly when the temperature is around 770K. The coexistence of order and disorder has been lasting until the temperature of 1000K. The atomic structure of approximate surface layer and inner layer keeps in order as a whole between the temperature of 770K and 1000K. After variation of internal energy per atom with temperature undergo the shape of the letter N during 1000K-1100K, the atomic structure of individual parts of cluster has changed into disorderly at 1080K, but the radial direction of cluster appears layered distribution. The layered distribution of cluster disappears till the temperature of 1500K. Key words： copper cluster    molecular dynamics    canonical    structure changes 收稿日期: 2006-08-23      ZTFLH:  TB115   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 徐送宁 张林 张彩碚 祁阳 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2007/V43/I4/379 [1]Wang G H.Cluster Physics.Shanghai:Shanghai Science and Technology Press,2003:6 (王广厚．团簇物理学．上海:上海科技出版社,2003:6) [2]Kabir M,Mookerjee A,Bhattacharya A K.Phys Rev, 2004;69A:43203 [3]zcelik S,Güvenc Z B.Surf Sci,2003;532:312 [4]Rexer E F,Jellinek J,Krissinel E B.Parks E K,Riley S J.J Chem Phys,1992;117:82 [5]Stave M S,Depresto A E.J Chem Phys,1992:97:3386 [6]Kunz R E,Blaudeck P,Hoffmann K H.J Chem Phys, 1998;108:2576 [7]Gotwald D,Kahl G,Likos C N.J Chem Phys,2005;122: 204503 [8]Reinhard D,Hall B D,Ugarte D,Monot R.Phys Rev, 1997;55B:7868 [9]Link S,El-Sayed M A.Annu Rev Phys Chem,2003;54: 331 [10]Hofmamm S,Ducati C,Robertson J,Kleinsorge B.Appl Phys Lett,2003;83:135 [11]Boskovic B O,Stolojan V,Khan R U A,Haq S,Ravi S, Silca P.Nat Mater,2002:1:165 [12]Qi Y,Cagin T,Johnson W L,Goddard W A.J Chem Phys,2001;115:385 [13]Ding F,Bolton K,Rosen A.J Eur Phys,2005;34D:275 [14]Lewis L J.Pabli J,Barrat J L.Phys Rev,1997;56B:2248 [15]Peters K F,Cohen J B,Chung Y W.Phys Rev,1998;57B: 13430 [16]Mei J,Davenport J W.Fernado G W.Phys Rev,1991; 43B:4653 [17]Zhang L,Wang S Q,Ye H Q.Acta Phys Sin,2004;53: 249 (张林,王绍青,叶恒强．物理学报,2004;53:249) [1] 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. [2] 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. [3] 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. [4] 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. [5] 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. [6] 周霞,刘霄霞. 石墨烯纳米片增强镁基复合材料力学性能及增强机制[J]. 金属学报, 2020, 56(2): 240-248. [7] 马小强,杨坤杰,徐喻琼,杜晓超,周建军,肖仁政. 金属Nb级联碰撞的分子动力学模拟[J]. 金属学报, 2020, 56(2): 249-256. [8] 史俊勤,孙琨,方亮,许少锋. 含水条件下单晶Cu的应力松弛及弹性恢复[J]. 金属学报, 2019, 55(8): 1034-1040. [9] 张清东,李硕,张勃洋,谢璐,李瑞. 金属轧制复合过程微观变形行为的分子动力学建模及研究[J]. 金属学报, 2019, 55(7): 919-927. [10] 王瑾, 余黎明, 李冲, 黄远, 李会军, 刘永长. 不同温度对含与不含位错α-Fe中He原子行为的影响[J]. 金属学报, 2019, 55(2): 274-280. [11] 涂爱东, 滕春禹, 王皞, 徐东生, 傅耘, 任占勇, 杨锐. Ti-Al合金γ/α2界面结构及拉伸变形行为的分子动力学模拟[J]. 金属学报, 2019, 55(2): 291-298. [12] 张海峰, 闫海乐, 贾楠, 金剑锋, 赵骧. Cu/Ti纳米层状复合体塑性变形机制的分子动力学模拟研究[J]. 金属学报, 2018, 54(9): 1333-1342. [13] 赵鹏越, 郭永博, 白清顺, 张飞虎. 基于微观结构的多晶Cu纳米压痕表面缺陷研究[J]. 金属学报, 2018, 54(7): 1051-1058. [14] 樊丹丹, 许军锋, 钟亚男, 坚增运. 过热温度和冷却速率对过冷Ti熔体凝固过程的影响[J]. 金属学报, 2018, 54(6): 844-850. [15] 王瑾, 余黎明, 黄远, 李会军, 刘永长. 晶体取向和He浓度对bcc-Fe裂纹扩展行为的影响[J]. 金属学报, 2018, 54(1): 47-54. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed