cu-fe二元合金纳米团簇结构的分子动力学研究 毕业论文

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1、Cu-Fe二元合金纳米团簇结构的分子动力学研究摘要本文是从铜铁原子总数目和铜铁原子个数比两个维度来研究Cu-Fe二元合金纳米团簇结构的分子动力学。用MaterialsStudio(简称MS)软件建立初始模型，选取三种不同铜铁原子的尺寸(m+n)和六种不同铜铁原子组成(m/n)的Cu-Fe二元合金纳米团簇结构后，从MS里导出的数据，用LAMMPS编程进行计算研究，并在VMD中观察结果。结果表明，相同原子尺寸中铜铁原子组成越小，即铁原子含量越多，其原子势能越低，合金团簇结构越稳定；相同原子组成中原子尺寸越大，即原子总数目越大，其原子势能越小，合金团簇越稳定。关键词：纳米团簇，合金，分子动

2、力学模拟，MaterialsStudioMolecularDynamicsResearchofCu-FeBinaryAlloyNanoClustersStructureAbstractThisarticleisabouttostudythemolecular-dynamicssimulationofCu-FebinaryalloynanoclusterstructurefromtheaspectsofthetotalnumberoftheCopperandironatomsandtheproportionofthecopperandironatoms.WithMaterialsStu

3、diosoftware(MS),theinitialmodelisestablished.Afterthetotalnumberofthethreedifferentcopperandironatoms(m+n)andsixdifferentproportionofthecopperandironatoms(m/n)areselected,dataisderivedthroughtheMS.ThenusingLAMMPSprogrammingcalculatedisconductedandresearchisobservedinVMD.Theresultsshowthatinthes

4、ametotalnumberoftheatomscopperandironatoms,themorecontentofironatomsis,theloweratomicpotentialenergyis,thatistosay,themorestablealloyclustersstructureis;Meanwhileinthesameproportionofthecopperandironatoms,thelargertotalnumberoftheCopperandironatomsis,theloweratomicpotentialenergyis,namely,thegr

5、eaterthestabilityofthealloyclustersis.KeyWords:nanocluster,alloy,Moleculardynamicssimulation,MaterialsStudio目录1绪论12纳米团簇结构22.1合金概述22.2纳米团簇介绍23分子动力学基本理论93.1理论基础93.2分子动力学的实现及常用的技术113.3原子间相互作用势124Cu-Fe二元合金纳米团簇结构的分子动力学模拟方法144.1相关软件介绍144.2模拟计算过程155Cu-Fe二元合金纳米团簇结构的分子动力学研究16结果及分析16参考文献19致谢201绪论在过去的二十几年

6、中，纳米科学的研究发展非常迅猛，在这个研究领域中，人们发现纳米材料在数据的储存、生物医学、电磁波吸收与屏蔽以及提高催化活性等领域有潜在的应用前景。在纳米材料中，团簇研究可追溯到50年代后期Pecker等用超声喷注法获得团簇。之后，法国科学家Leleyter和Joyes在研究溅射过程中发现各种带电和中性团簇。但直到70年代末仍处于零星分散的状态。8O年代国际上团簇研究有了迅速的发展，取得了令人触目的进展，其中最为突出的是，1984年美国加州大学伯克利分校Knight等发现超声膨胀产生Na团簇具有幻数结构，与其价电子结构呈壳层分布相对应。接着发现C60笼形团簇及其大量制备的简单方法，引起

7、科学界的轰动。一些著名大学和研究机构都积极开展团簇研究，如瑞士无机分析和物化研究所，美国能源部、阿贡国立实验室、海军研究所，芝加哥大学、德国马一普研究所、萨尔兰大学，日本分子科学研究所和东京大学等。召开了一系列以团簇为中心议题的国际会议。例如，从1976年开始已连续召开八届的小颗粒和无机团簇国际会议(ISSPIC)，小团簇物理和化学国际会议(NATO，1986)，元素和分子团簇国际会(Italy，1987)，微团簇的第一届NEC会议(日本，1987)等。l