原子偏析对CuXXPbWCo合金团簇结构和性质影响的研究

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1、分类号密级重庆邮电大学硕士学位论文论文题目盈±堡堑壁g翌二圣坚!鱼：迎gQ途全国筮结构和性质影响的研究英文题目EfkctofatomicsegregationonthestructureandpropertiesofCu—X(X=Pb，W；Co)alloycluster硕士研究生孙凌涛指导教师学科专业石东平教授理论I物理论文提交日期2013．4．10论文答辩日期2013．5．19答辩委员会主席赵铧教授2013年5月独创性申明舢删舢咖删洲圳JJJJ

2、州Y2399636本人声明所望交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知

3、，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重庆邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：乙疥凌晦签字目期：WR年}月w嗣学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解重庆邮电大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆邮电大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行梭索，训‘以采用影印、缩印或扫描等复制手段

4、保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：砌靠诲签字豳期：V{弓年}月礴曰导师签名：签字日每<乒甜重庆邮电大学硕士论文摘要不同元素的表面能有或多或少的差异，因此原子偏析行为普遍存在于合金团簇升、降温过程中。原子偏析对团簇结构转变以及稳定结构的形成有重要影响，如原子偏析可引起团簇熔化过程异常，诱导出具有壳层、双晶等异常结构的合金团簇。进而改变团簇性质，使其具有块体材料不具备的异常物理、化学性质。在微电子、光电子和纳米催化等领域具有广泛的潜在应用价值。原子偏析行为受团簇尺寸、原子数比例、掺入位置等诸多因素影响。本文采

5、用分子动力学方法结合镶嵌原子势模拟了不同初始构型的Cu—x(Pb、W、Co)双金属团簇升、降温过程，采用能量变化、团簇快照、对相关分布函数、HA指数等方法分析原子偏析对团簇的稳定结构及其演变规律、诱导团簇熔化异常特性等，揭示偏析对双金属团簇热力学过程及其微观结构演化的作用机理，为进一步探索控制原子偏析行为诱导具有异常特性的团簇结构奠定理论基础。研究得出以下几点结论：1．在Cu．Pb和Cu．W团簇升温过程中发现：低表面能原子在升温过程中向外偏析，高表面能原子向内偏析。在偏析过程中，团簇初始结构被破坏，偏析结束后团簇转变为新的稳定结构，同时平均原子能

6、量随温度升高出现异常变化。2．在进一步的分层掺杂偏析原子的研究中发现原子偏析位置诱导出团簇熔化异常。因此，团簇的异常熔化不仅可以通过双金属团簇的分布来调节，而且还可以通过团簇的成分来进行调节，这为双金属纳米团簇的制备提供理论基础。3．在(CuCo)309团簇冷却过程中，我们将Cu原子含量为0．100％(增量为10％)的(CuCo)309I圃簇按0．5K／ps的速度从2000K冷却至200K。采用结构的快照图、对分布函数及HA指数分析分析了200K时的团簇稳定结构。研究发现：Cu的浓度对Cu。Co冷却后的结构形成有明显影响，10％．20％和50％．

7、90％Cu浓度的(CuCo)309团簇形成了二十面体结构，30％Cu浓度的(CuCo)309团簇为hcp结构，40％Cu浓度的(CuCo)309团簇包含hcp和二十面体两种构型；不同比例的Cu原子偏析引起团簇二十面体结构转变点异常。关键词：纳米团簇，分子动力学方法，镶嵌原子势，原子偏析，团簇结构重庆邮电大学硕士论文摘要AbstractBecausethedi矗eremelementscaJlhaVeamoreorlessdi虢rentsurfaceene昭y，sotheatomsse掣egationbehaVioris谢deSpreadinthe

8、coolingorheatingprocessofthealloyclusters．Atomicse伊egationhasanimportaIlte行ectonclustersstmcturaltransitionandthef．o咖ationofStables仃ucture，andcouldchangethenatureofcluSters．Forexample，atomicse伊egationcancauseirregularclumpsmeltingprocessaJldinduceirregularStruc觚．esuchasshell，

9、doublecryStal，whichhasirregularphysicalandchemicalpropertiesthattheb