金属团簇碰撞重组过程的分子动力学模拟研究

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1、重庆大学硕十学位论文中文摘要摘要对团簇的研究不仅有助于我们认识大块凝聚物质的某些性质和规律，也有助于我们认识纳米材料的特性。金属纳米材料具有十分重要的应用价值，受到广泛地重视，对金属团簇碰撞重组过程的研究，对认识团簇的沉积、纳米金属膜以及块体材料的形成具有重要的意义。本文使用分子动力学模拟方法结合Johnson的嵌入原子势，模拟了金原子团簇之间及金银原子团簇之间在不同的碰撞平动能作用下的碰撞重组过程，研究了团簇碰撞重组规律以及碰撞初始条件对团簇碰撞重组的影响。初始的金银原子团簇是以某一个原子为中心，在FCC晶体中按一定的半径切割而成的球形团簇，其包

2、含的原子数分别为N=16，44，68，80，104，140，152。模拟碰撞前首先对团簇进行了遐火处理。我们既模拟了相同大小的金原子团簇也模拟了不同大小的金原子团簇以及金银原子团簇间的碰撞。弹团簇的碰撞平动能E在0．OleV到1．OeV之间。我们的模拟结果主要有；(1)对于同一弹靶团簇，某些团簇碰撞重组后的温度并不完全是随着赋予弹团簇的相对碰撞动能的增加而单调增加。对于两个同样大小的团簇，在较低的碰撞平动能时，碰撞重组后团簇的温度不完全是随着团簇原子数目的减少而单调增高。原因是不同的碰撞条件下团簇有可能弛豫到不同的稳定或亚稳定结构。(2)对于两个金

3、原子团簇之间的碰撞和金银原子团簇之间的碰撞，在同样的条件下，会银团簇碰撞重组后团簇的温度更高。原因是金银原子团簇结合形成合金时存在合金生成热，新团簇的势能更低。(3)金银团簇碰撞时，增加银原子会加大团簇的无序度，使团簇在弛豫时形成的结构远离正二十面体等准晶结构。(4)赋予弹团簇不同的相对碰撞动能对团簇的重组过程及其重组后团簇的性质影响很大。较高的碰撞平动能有助于两个金原子团簇碰撞后形成能态较低的正二十面体等准晶结构。本文有关金银原子团簇之间的碰撞的模拟结果，目前尚未见到类似的报导。尽管这些模拟结果有待具体实验进一步验证，但仍对实验室制备稳定的纳米材

4、料具有一定的指导意义和参考价值，并有助于我们更深入全面地认识团簇性质。关键词：金团簇，银团簇，碰撞重组，分子动力学模拟，嵌入原子法重庆大学硕士学位论文英文摘耍ABSTRACTTheresearchonatomclusterisabouttherelationshipamongthemicroscopics仃uctIlre，physicalandchemicalcharacters，sizeontheevolutiontomacroscopicmatters．andtheinteractionwitllexternalenvironmentofato

5、msandelectronsincluster．Theresearchonclusterinvolvestheinteractionofseveralstemsofscience．Theclustertypicallyisregardedasthethingbetweenmicroscopicmatterssuchasatomsandmoleculesandmacroscopicmatters．Itisatransitionalstatus，andcanhelpUStounderstandthequalitiesandprinciplesofthe

6、condensedprocessesofmassivematters，SOdosetounderstandthecharacteristiCSofnanomaterials．Metalnanomaterialshaveveryimportantapplyingvalueandhavereceivedwidespreadattention．It’SimportantforUStostudythecollisionrearrangementprocessofmetalclusters．ItcanhelpUStounderstandthedepositi

7、onofclustersandhowmetalfilmsandbulkmaterialscomingtobeing．Inthispaper,collisionprocessesbetweentwogoldclustersorgold-silverclustersunderdifferentcollisionenergyareinvestigatedusingmoleculardynamicsincombinationwitllembeddedatompotentials．Westudytheprincipleofcollisionrearrange

8、mentofclusters，andwhate腩ctshascollisionorientalconditionsdone