纳米Cu颗粒等温晶化过程的分子动力学模拟研究  

Molecular dynamics simulation of isothermal crystallization dynamics in Cu nanocluster

作　　者：陈青[1] 王淑英[1] 孙民华[1] 

机构地区：[1]半导体纳米复合材料省部共建重点实验室,哈尔滨师范大学物理与电子工程学院,哈尔滨150025

出　　处：《物理学报》2012年第14期308-314,共7页Acta Physica Sinica

基　　金：国家自然科学基金(批准号:10947009);黑龙江省自然科学基金(批准号:E201041);黑龙江省教育厅科研项目(批准号:11541087)资助的课题~~

摘　　要：采用分子动力学方法和镶嵌原子势,模拟了500个Cu原子(简称Cu_(500))组成的纳米颗粒的等温晶化过程.利用修正的均方位移、键对分析技术和内在结构(IS)等方法对该过程中的结构和动力学行为进行分析研究.结果显示:与块体金属不同的是,Cu500纳米颗粒在某一温度保温时,其晶化时间并不是一个定值,而是存在一个统计分布,并且保温温度越低其晶化时间的分布范围越广,最长晶化时间越长.在低温晶化时,Cu_(500)经历了一系列中间构型的转变才达到晶态,表现出多步晶化的特征.文章作者研究了颗粒的初始构型对晶化进程的影响,发现颗粒的初始结构特征和能量状态对其随后的晶化过程有着重要的影响,同一温度下,颗粒初始构型的IS能量越低其品化时间越长,这一点在低温时尤其明显.We investigate the structural and dynamic properties of isothermal crystallization of Cu nanocluster which contains 500 Cu atoms （Cu_（500））,according to the embedded atom model,using molecular dynamics simulations.We calculate the Honeycutt-Anderson bondtype index,the inherent structure（IS） and the revisionary mean-square displacement of Cu nanocluster in crystallization process.All analyses suggest that the crystallization time of Cu_（500） is dependent on temperature.At high temperature,the crystallization time is well represented by a Gaussian distribution,which is not observed at low temperature.Cu_（500） displays multi-step crystallization at low temperature.On the other hand,we note that the influence of initial configuration on isothermal crystallization is significant.For the same thermodynamic state,especially at low temperature,the lower the IS of initial configuration,the longer the crystallization time is.

关 键 词：分子动力学模拟 纳米Cu 等温晶化 

分 类 号：O561.1[理学—原子与分子物理]