镀膜玻璃衬底表面结构的分子动力学模拟

为考察硅酸盐玻璃衬底的表面结构以及温度对玻璃衬底表面结构的影响，模拟研究了500～1 000 K温度范围内及Al质量分数为0.5%～1.5%的玻璃衬底结构.采用Born-Mayer势函数,使用分子动力学方法，模拟了玻璃体相结构向表面结构转化的结构驰豫过程.结果表明，结构驰豫使系统能量下降，原子向表面一侧扩散.在500～1 000 K温度范围内，玻璃成份中Na原子的驰豫最为明显，Ca原子次之，Si、O原子最小，玻璃衬底表面的Na原子的质量分数高于体相.随着玻璃成份中Al质量分数的减小，玻璃衬底表面层的能量增加，活性增强，有利于沉积原子的吸附.     

表面外延生长初期的分形现象及数值模拟

利用“沉积－扩散－凝聚”模型,模拟研究了在分子束外延生长中粒子沉积、表面扩散、粒子凝聚以及成核生长不同过程对生长形貌的影响。结果表明,在表面外延生长初期沉积层现出非常丰富的分形几何特征,通过控制生长参数,可以得到不同微结构的团簇,分析得出最大岛密度与沉积／扩散速率比的标度指数为1／3,此结果与文献中的理论分析结果一致。     

Si衬底上3C-SiC异质外延应力的消除

利用低压化学气相沉积方法在N型Si衬底上异质外延生长3C-SiC薄膜,研究和分析了不同碳化工艺和生长工艺对3C-SiC外延层的影响;探讨了Si衬底3C-SiC异质外延应力的消除机理.通过台阶仪和XRD对不同工艺条件下的外延层质量进行分析,得到最佳工艺条件的碳化温度为1000 ℃,碳化时间为5 min,生长温度为1200...     

各向异性基底上超薄膜生长的计算机模拟

通过改变原子沿不同方向的扩散概率P ,原子在基底上的扩散步数W及沿周界的扩散步数W′,得到与实验结果一致的分形生长、枝晶状生长、团状生长等生长形态和“台阶流动”的生长现象以及相应的定量结果     

方解石水溶液结晶的分子动力学模拟

将方解石水溶液看作正则系综,采用分子动力学方法对构建的方解石水溶液进行模拟计算,模拟了温度从273～373K变化时方解石水溶液的结晶情况.通过分析不同温度下的扩散系数,径向分布函数图以及结合能的大小,得出水溶液随着温度的升高,水分子的扩散系数不断增大,Ca2+和CO23-的扩散系数在293K时相对较小,容易结晶.计算了293K时方解石水溶液中的Ca2+和CO32-的径向分布函数,得到在距离为2.1处最容易结晶.另外,通过计算得到方解石在(1-1 0)晶面与Ca2+,CO32-的结合能为-0.38 kcal/mol.     

受限于纳米碳管中盐溶液的分子动力学模拟

以纳米碳管构筑新型渗透膜实现水脱盐,为了研究对盐、水在管中的受限行为,采用分子动力学模拟,在300K、1.01×105 Pa下,以(6,6)、(8,8)2种扶手椅型纳米碳管构筑膜通道,考察了水和钠离子在2种不同直径碳管中的扩散行为.通过模拟和分析得到了受限体中水和离子的平衡构型,水分子的轴向密度分布以及钠离子在水相及管...     

Cu离子注入不锈钢的分子动力学模拟研究

采用Lennard—Jones和Morse势函数对Cu离子溅射不锈铜进行了溅射过程与饱和溅射剂量的分子动力学模拟。模拟结果表明：在溅射过程中,cu将铁从其位置替换,或者在其间隙位置存在;表层Fe发生了晶格损伤,以一种无定型态存在;而扩散模型中,材料的表层发生了Cu的富集现象,x射线检测表明,该富集相为Cu3Fe4和Cu4Fe。     

沥青材料分子动力学模拟研究进展

沥青材料作为沥青路面的主要组成部分,对道路的使用性能和使用寿命至关重要。随着计算技术的迅速发展,分子动力学模拟技术已广泛应用于沥青材料研究领域,其相对于传统实验法,具有适用体系广、工作量小的特点,成为沥青材料微观机理研究的有效手段。文章概述了分子动力学模拟中沥青分子模型的发展,包括沥青平均分子模型和沥青多分子模型,并分析了各种模型的特点和局限性;阐述了分子动力学在模拟沥青的力学性能、老化性能、再生性能、自愈合性能、与改性剂的相容性及与集料之间的粘附性等方面的研究进展,展望了沥青分子模拟未来的发展方向。     

不同衬底上低温生长GaN形貌的AFM观察

　Aim　To study the relationship between the substrate temperature and the morphology and properties of GaN. Methods Applying the hydride chemical vapor deposition method, GaN films were deposited on different kinds of substrates, including sapphire, Si(111),Si(100),GaAs and GaP(111) both on the P face and the Ga face. The growth was performed at low temperatures of below 700℃. XRD, Hall measurement, cathodoluminescence (CL) and atomic force microscopy (AFM) were used to characterise the film properties. Results It was found that the temperature and the nature of substrate materials influence the layer morphology. Conclusion The analysis shows that no apparent relationship exists between the optical properties and layer morphology.     

Molecular Dynamics Simulation of Dealloyed Layer-induced Tensile Stress in Cu3Au

During stress corrosion cracking of Cu3Au alloy, there is a dealloyed layer on its surface because of preferential dissolution of Cu, and there is a linear distribution of Cu vacancy concentration in the dealloyed layer. Molecular dynamics simulation has been done on the three-dimensional crystal (about 14 8000 atomss) by employing the embedded-atom method (EAM) potential. Simulation shows that Cu3Au crystal in which there is a dealloyed layer on one surface and one end is fixed will be deflected after relaxing the a long time because of a tensile stress generated at or near the dealloyed layer interface. The deflection and then the tensile stress increase with increasing the depth of dealloyed layer and the vacancy concentration in the dealloyed layer.     

纳米磨削分子动力学仿真Gear预测修正算法

纳米磨削是实现超精密加工的重要方法,纳米磨削能产生极其薄的切屑,实验证明纳米磨削的切屑厚度可以下降到1nm。因此可以使用分子动力学仿真来分析纳米磨削机理。运用Gear预测修正算法对磨粒原子和工件原子之间的相互作用进行了研究。建立了分子动力学仿真的运动方程,对其进行了数值求解,从而获得了工件原子变化后的位移和速度。     

Cluster生长动力学的研究

在Clutser生长自调整模型(SAG)的基础上,运用化学反应动力学的思想进行了Cluster生长动力学简单分析。用计算模拟的方法给出了生长控制、扩散控制的动力学曲线。在定性上模拟结果和实验结果符合得相当好。     

POA分子在纳米SiO2颗粒表面吸附的分子动力学模拟

采用分子动力学方法（MD）研究模拟含蜡原油环境中聚丙烯酸十八酯（POA）分子在甲基改性纳米SiO2颗粒表面的吸附行为,构建了包含POA分子的模拟含蜡原油体系在三种不同甲基改性程度的纳米SiO2颗粒表面的吸附模型,分析了吸附能、密度分布、均方位移、径向分布函数等参量。结果表明,未改性的颗粒表面最先吸附沥青质等极性较强的物质;100%甲基改性的颗粒表面最先吸附烷烃;50%甲基改性的颗粒表面最先吸附芳香烃、POA,且50%甲基改性表面更有利于POA分子的稳定吸附,有利于POA分子形成侧链伸展更好的吸附构型。研究也发现,在50%甲基改性的颗粒表面,POA分子与蜡分子（C24H50）之间的相互作用最强,C24H50分子的分布最聚集。此研究为纳米杂化降凝剂中纳米颗粒的有机实验改性提供了理论指导,为聚合物/纳米颗粒降凝剂的作用机理研究提供了方法。     

过氧化氢水合物稳定性分子动力学模拟研究

采用分子动力学模拟方法研究过氧化氢(Hydrogen Peroxide,HP)作为客体分子形成结构Ⅰ型(SI)水合物稳定性。系统分析了不同数目的HP填充到SI笼子中形成水合物晶体稳定机理。模拟表明,无辅助气体下,HP不能形成稳定的SI水合物。添加甲烷辅助气体对水合物形成具有稳定作用,随辅助气体的增加水合物笼状结构破坏缓慢。在添加1个HP到SI大胞腔中,其它胞腔填充辅助气体情况下,能形成稳定SI水合物。研究表明HP作为促进水合物分解的化学试剂与醇类具有相似性质,仅在低浓度下可以形成稳定水合物,为HP溶液促进甲烷水合物分解实验研究提供参考。     

分子动力学模拟甲烷水合物结构稳定性

采用经典的NVT系综分子动力学方法模拟研究在不同温度下晶穴占有率对甲烷水合物晶体结构稳定性的影响。模拟显示高晶穴占有率和低温均有利于甲烷水合物晶体结构的稳定。在NVT系综模拟条件下,当晶穴占有率θ=100%甲烷水合物晶体可以在较高的温度下稳定存在;当θ37.5%,在适宜的温度下可以稳定存在;较低的温度可使空甲烷水合物笼形结构稳定。     

分子动力学模拟Ti-Al合金非晶的形成与晶化

用分子动力学方法模拟了Ti-Al合金非晶的形成与晶化过程,非晶合金采用从熔融态淬火至室温的方法获得。通过对不同冷却速率淬火过程的模拟,得到了不同合金成分的非晶转变冷速,表明40-90 at%Al的合金非晶形成能力强,临界冷却速率低。构型分析表明：非晶合金主要由二十面体团簇和初晶团簇构成,非晶退火晶化的微观机理研究说明晶化的过程实际上是体系缺陷和二十面体团簇的数量降低、初晶数量和体积增大的过程。     

分子动力学模拟计算有机溶剂的溶解度参数

报道了利用分子动力学模拟手段对17种极性、非极性和氢键有机溶剂的溶解度参数进行计算的结果,并和实验值进行了对比。计算结果表明,非极性溶剂和多数极性溶剂的计算值和实验值吻合良好,相对偏差一般小于1％;而少数极性溶剂和多数氢键溶剂的计算值和实验值间则存在一定的偏差,其中苯酚达到16％。     

SrTiO3熔化过程的分子动力学模拟

对SrTiO3在2×1014 k/s快速升温时的微观结构及其转变过程进行了等温等压分子动力学模拟.模拟表明SrTiO3在温度为2 500K时,能量、体积都同时出现了突变;并且由径向分布函数、离子运动图片表明2 500K时SrTiO3开始熔化.模拟得到的SrTiO3熔点数值与实验值基本吻合.     

Molecular Dynamics Simulation of Hydrate Decomposition Under Action of Alcohol Inhibitors

The molecular dynamics method is used to investigate decomposition of methane hydrate at different temperatures, pressures and concentrations of inhibitor. By analyzing the parameters of system conformation, mean square displacement and radial distribution function, the decomposition of hydrate in the presence of alcohol inhibitors ethylene glycol and glycerol is explored. The results show that the hydroxyl groups in alcohol molecules can destroy the cage structure of hydrate, and form hydrogen ...