BeO高压相变的从头算分子动力学模拟

利用从头算分子动力学方法研究了BeO的高压诱导相变,发现,在360GPa压强下纤锌矿(WZ)结构的BeO平稳地相变为岩盐(RS)结构,且没有经过闪锌矿(ZB)结构。相变机制包含模拟胞的单斜变形、沿[2110]方向的原子膨胀以及沿[0110]和[0001]方向的原子收缩。比较研究了闪锌矿(ZB)结构BeO的高压诱导相变。在160 GPa压强下观察到ZB结构的BeO在相变为RS结构之前经过了四角的和单斜的中间相,与其它ZB结构材料在高压下的相变路径一致。     

分子动力学模拟Gd原子在Cu低密勒表面的扩散过程

为了分析Gd吸附原子在Cu（001）、Cu（110）和Cu（111）表面的扩散机制，本文用分子动力学对该扩散过程进行模拟。模拟结果表明在Cu（001）和Cu（111）表面，Gd原子通过跳跃机制扩散；在Cu（110）表面，在[110]方向Gd原子通过跳跃机制扩散，而且多步跳跃频率很高，而在[001]方向则通过交换机制扩散。通过对扩散频率的拟合，发现在各种扩散机制都符合Arrhenius公式，从而确定了在Cu（001）和Cu（111）表面扩散势垒分别为0．19eV和0．013eV，在Cu（110）表面，沿[110]方向跳跃扩散势垒和沿[001]方向交换扩散势垒分别为0．097eV和0．33eV。     

金属钛拉伸的分子动力学研究

本文利用分子动力学的研究方法,采用了钛的嵌入式原子势,建立了沿[0001]晶向和[0110]方向拉伸模型,结果表明:两种方向的拉伸均包含弹性变形阶段、屈服阶段、颈缩阶段、断裂阶段.沿[0001]方向拉伸时,滑移系少,取向偏离软取向.变形时屈服强度为3.55GPa,屈服应变为0.063,断裂时的应变达到0.55.沿[01...     

外磁场对Ni-Mn-Ga磁性形状记忆合金相变应变及显微组织的影响

研究了外磁场对Ni52Mn24.6Ga23.4(%,原子分数)单晶马氏体相变及其相变应变的影响,并对磁场增强相变应变的微观机制进行了探讨。研究结果表明无外加磁场时,NiMnGa合金发生马氏体相变时可产生约0.3%的收缩形变,沿单晶[100]方向施加外磁场,其相变应变随磁场的增加而呈近线性增加。当外磁场强度为6.37×105A/m时,应变量达到最大值(3.5%)。磁场作用下冷却形成的马氏体虽然孪晶亚结构不变,但自协作组态消失,并伴随有孪晶板条的增厚。磁场对马氏体相变应变的增强效应来自于磁场作用下的马氏体变体的择优取向。     

Al纳米晶在Fe表面熔化行为的分子动力学模拟

本文应用分子动力学(MD)方法,采用嵌入势模型,在Al纳米晶熔点以上、Fe熔点以下的温度范围内,对Al原子在Fe(001)、(110)和(111)面上的扩散现象进行了系统研究。结果发现,在模拟时间内Al原子的扩散主要发生在Al和Fe直接接触的第一原子层上,且大部分Al原子沿着Fe表面即x-y平面扩散,仅有极少数Al原子沿着z方向向下扩散。Al原子在不同Fe表面上的主要扩散通道并不相同:在Fe(001)面上Al原子沿[110]和[1-10]的扩散几率大致相同;在Fe(110)面上Al原子主要在Fe表面沿[001]方向扩散;在Fe(111)面上Al原子沿[1-10]、[1-01]和[01-1]的扩散几率大致相同。     

溅射功率对CdZnTe薄膜成分和结构的影响

采用Cd0.9Zn0.1Te晶体作为溅射靶在玻璃衬底上利用磁控溅射法制备出CdZnTe薄膜,研究了溅射功率对CdZnTe薄膜的成分、结构特性的影响。制备的CdZnTe薄膜是具有闪锌矿结构的多晶薄膜,沿（111）择优取向。随着溅射功率的增大,薄膜沉积速率增大,薄膜结晶质量提高。采用晶体靶Cd0.9Zn0.1Te溅射CdZnTe薄膜时,无论是在何种功率下CdZnTe薄膜中的Cd原子成分均高于Te原子成分,Cd原子表现为择优溅射原子。     

高压强下GaN的结构相变及电子结构的第一性原理研究

基于密度泛函理论的平面波赝势方法,选择广义梯度近似(GGA)下的PBE算法-关联泛函对GaN晶体结构、能带结构以及电子态密度随压强的变化进行了研究,并计算出GaN材料的相变点压强值。研究结果表明:随着压强增加,常见的纤锌矿与闪锌矿GaN会发生结构相变成岩盐矿结构,并且其能带结构均由直接带隙转变成间接带隙。其中,通过焓相等原理得到纤锌矿到岩盐矿结构的相变压强为44.4GPa,而闪锌矿到岩盐矿结构的相变压强为43.6GPa。此外,随着压强增大,GaN纤锌矿、闪锌矿和岩盐矿的价带态密度均向低能方向偏移,而导带态密度向高能方向偏移,从而导致GaN共价性增强及带隙随压强增大而展宽。     

硅纳米板杨氏模量的尺度效应

硅微机械加工的梁、桥和板是微纳器件的基本结构;杨氏模量是描述力学性能的基本参数．用半连续方法计算了不同厚度的（001）硅纳米板沿[100]方向和[110]方向的应变能,并由此得到了两个方向上的杨氏模量．结果表明,沿[100]和[110]方向的硅纳米板杨氏模量均随着板厚度的减小而减小,并且减小的趋势随着板厚度的减小越来越明显,当板厚度逐渐增加超过50nm时,两个方向上的杨氏模量均趋于定值,且都接近体硅的值．     

三方晶硒纳米线的大面积合成及其场效应晶体管特性

采用液相反应成功制备了高质量硒纳米线。利用透射电镜（TEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）以及X射线衍射仪（XRD）研究了纳米的形貌结构特征。结果表明,硒纳米线为单晶结构,生长方向沿[001]面,平行于螺旋轴。结合光刻技术及磁控溅射镀膜技术,成功制备了硒纳米线场效应晶体管器件。初步测试表明,这种硒纳米线为p型半导体。     

金属锶的声子谱及振动性质的研究

基于改进分析型嵌入原子法模型和晶格动力学理论,在谐和近似下重现了面心立方金属锶沿[00ζ]、[0ζζ]、[ζζζ]和[0ζ1]四个高对称方向上声子谱的实验结果,预测了沿[0.5 1-αα]、[0.5+α1-α0]、[0.5+α0.5+α0.5-2α]和[α1-αα]四个低对称方向上的声子谱,并讨论了不同对称方向上不同色散支的兼并特征和振动性质.结果发现:高对称方向上声子谱的计算结果与实验结果非常吻合,在低频附近二者完全一致.在[00ζ]和[ζζζ]两个高对称方向上,振动方向不同的两个声频横波模AT1和AT2兼并为一个声频横波模AT;在其它高对称方向上没有兼并现象,各个色散支的振动方向和振动模式不随波矢变化.     

Co88Ni12合金纳米线阵列的制备与磁性能表征

采用直流电化学沉积方法，在多孔阳极氧化铝模板的纳米级微孔内电沉积钴镍合金，制备出直径为30nm，长度为几个微米的准一维合金纳米线（阵列）材料；随后采用场发射扫描电子显微镜（FE-SEM），透射电子显微镜（TEM），X射线衍射仪（XRD），振动样品磁强计（VSM）对纳米线的形貌、结构及其磁性能进行了相关表征与测试．发现所制备的Co88Ni12合金纳米线表面光滑，粗细均一，具有较高的长径比；呈现密排六方结构（hcp），沿[100]择优取向生长，易磁化方向沿纳米线轴向方向．     

PbZrO3晶体反铁电相至电场感应铁电相相变的研究

仔细研究了电场感应PbZrO3铁电相的晶体结构。在PbZrO3处于反铁电相时，各离子位移方向与极轴垂直。在外电场感应下，Pb离子沿极轴方向有相同方向0．17A的位移，从而使晶体呈现铁电相特征，发生反铁电-铁电相变。此铁电相称之为电场感应铁电相（EFI，Electric—Field—Induced）。通过结构对称性分析，确定EFI铁电相的对称性是C2mm（G2v），用极矢量Ps作为序参量来描述相变时对称性的变化是合适的。     

不同结构镍纳米线阵列的制备及其磁性

采用直流电沉积在多孔有序氧化铝模板中制备了不同结构的有序镍纳米线阵列。采用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对所制备的镍纳米线的形貌和结构进行了表征。研究了镍纳米线不同结构对镍纳米线阵列磁性性能的影响规律。当电沉积电压为2.5V时制备的镍纳米线为多晶结构;电沉积电压4V时,镍纳米线为沿[220]择优取向的单晶结构;电沉积电压大于5V时,择优取向由[220]转为[111]方向。磁滞回线结果表明,单晶镍纳米线阵列与多晶纳米线阵列相比具有更高的矩形度,沿[111]择优取向的单晶纳米线相比沿[220]取向的单晶镍纳米线具有更大的矩形度,表现出显著的磁各向异性。     

面心立方金属中非共格孪晶界原子结构的孪晶厚度效应研究（英文）

非共格孪晶界(ITB)能显著影响金属力学性能,受到了研究者极大关注.理论模型预测ITB是由系列偏位错组成, ITB两侧的晶面没有沿[111]方向的相对位移.本文利用分子静力学模拟研究了Ag, Cu, Ni和Al中ITB的结构,发现ITB的结构具有显著的尺寸效应.对于较薄的ITB,界面两侧的晶面处于同一水平面,没有沿[111]方向的相对位移,与理论模型结果一致.而对于较厚的ITB,界面两侧的晶面有明显的[111]方向的相对位移,且相对位移随着ITB厚度的增加而增加.此外,研究揭示出ITB两侧晶面沿[111]方向的位移与金属的层错能直接相关.该研究表明ITB的结构并不唯一,不同的厚度、层错能对应不同的ITB结构.本研究为理解孪晶厚度和层错能对金属力学性能的影响提供了新见解.     

Se及Cu2Se纳米线的大面积合成及其纳米电子学器件性能

通过液相化学反应制备了高质硒(Se)纳米线,同时以Se纳米线为模板,合成了CuzSe纳米线.利用透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)以及X射线衍射仪(XRD)研究了纳米线的形貌结构特征.结果显示,Se纳米线为单晶结构,生长方向沿其[001]面.结合先进的光刻技术及磁控溅射,成功制备了Se和Cu2Se纳米电子学器件.初步测试表明,这种Se纳米线为P型半导体,而Cu2Se纳米线则表现出明显的相变行为.这些发现有利于开发纳米线场效应晶体管以及相变存储器件方面的应用.     

Sb2Se3管状化合物的制备和表征

用固相烧结法合成了管状Sb2Se3相变材料,并通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）、拉曼光谱仪（Raman）、热重分析（DSC）进行表征测试,结果表明成功制备出了正交晶系的Sb2Se3,计算所得晶格常数为a：11．6445A,b=11．792A,c=3．981A,;透射电镜结果说明Sb2Se3微米管晶体结构沿[001]方向择优生长;DSC测试Sb2Se3的熔点为624．5℃。同时本试验用固相烧结法制备了不同配比的Sb—Se材料,并用XRD和Raman表征测试了晶体结构.     

不同结构镍纳米线阵列的制备及其磁性

采用直流电沉积在多孔有序氧化铝模板中制备了不同结构的有序镍纳米线阵列。采用SEM和TEM对所制备的镍纳米线的形貌和结构进行了表征。研究了镍纳米线不同结构对镍纳米线阵列磁性性能的影响规律．当电沉积电压为2．5V时制备的镍纳米线为多晶结构；电沉积电压4V时，镍纳米线为沿[220]择优取向的单晶结构；电沉积电压＞5V时，择优取向由[220]转为[111]方向．磁滞回线结果表明，单晶镍纳米线阵列与多晶纳米线阵列相比具有更高的矩形度，沿[111]择优取向的单晶纳米线相比沿[220]取向的单晶镍纳米线具有更大的矩形度，表现出显著的磁各向异性。     

面心立方金属结晶取向转变的新模型

该文提出一个在面心立方金属中晶体取向转变的模型。按照这个模型,如果在每个(102)面上的原子,有规则地使其中1/3保持原位不动,另1/3沿[211]方向移动1/6[211]a距离,其余1/3原子沿相反方向移动1/6[211]a距离,则整个晶体取向便发生转变,这相当于晶体绕[102]轴旋转约48°。由于在发生这种取向转变时,原子仅需作很小的位移(约1/3原子间距),因此在再结晶过程中发生这种取向转变是十分可能的,文中给出了描述这种取向转变的变换矩阵,作者用这模型解释了Ni-Fe软磁合金及铜中二次再结晶晶粒取向转变的某些实验结果。     

闪锌矿最小纳米化颗粒理论计算

为了研究闪锌矿纳米化过程中物理化学性质的变化,从闪锌矿的晶体结构和晶体化学组成的角度出发,依据闪锌矿的晶胞参数、晶胞内原子排列的特点,提出了纳米闪锌矿最小颗粒的假设,从理论上计算出了纳米闪锌矿的最佳尺度约为30nm,纳米闪锌矿的稳定尺寸约为180nm。并对闪锌矿颗粒的晶胞数、原子数、表面晶胞数以及表面原子数进行了计算,得出了闪锌矿的纳米结构参数。     

催化剂辅助化学气相沉积法制备InN纳米线

采用催化剂辅助化学气相沉积法,通过固-液-气（V-L-S）机理控制在硅衬底上制备了高质量的InN纳米线。利用FESEM、XRD、HRTEM对制备的InN纳米线的表面形貌和结构进行了表征。分析表明合成的InN纳米线为标准的六方纤锌矿结构,纳米线沿[102]方向生长。室温PL光谱表明,制备的InN纳米线在1580rlIn（...