非接触铜铝纳米薄膜侧向移动相互作用的分析-论文.pdf

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1、第3O卷第6期原子与分子物理学报VoI．3ONo．62013年12月J0URNALOFATOMICANDMOLECULARPHYSICSDec．2O13doi：103969／j．issn．i000—0364．2013．06．020非接触铜铝纳米薄膜侧向移动相互作用的分析钱龙，程广贵，凌智勇，张忠强丁建宁h，孙东健，张睿'(1．江苏大学微／纳米科学技术研究中心。镇江212013l2．常州大学江苏省太阳能电池材料与技术重点实验室t常州213164)摘要：采用分子动力学方法模拟铜铝纳米薄膜相对侧向移动的相互

2、作用能．研究了铜薄膜的侧向位移从0A到5OA时温度、相互作用间距、表面形貌和表面粗糙度对作用能的影响．结果表明，相互作用强度随温度的增加而增大，随相互作用间距的减小而增大，随表面粗糙度的增大而减小．为研究薄膜在纳米尺度的相互作用提供了一个新的方法．关键词：分子动力学模拟；温度；间距；表面形貌；表面粗糙度中图分类号：0369文献标识码：A文章编号：1000—0364(2013)06—0981—05Analysisofinteractionsbetweennano-gappedcopperandalumi

3、numnano-filmswithlateralmovementQIANLong，CHENGGuang—Gui，LINGZhi—Yong，ZHANGZhong—Qiang，DINGJian—Ning--。SUNDong—Jian，ZHANGRui(1．CenterofMicro／NanoScience＆Technology。JiangsuUniversity，Zhenjiang212013，China2．JiangsuKeyLaboratoryofSolarCellMaterialsandTechno

4、logy。ChangzhouUniversity，Changzhou213164·China)Abstract：Moleculardynamicssimulationshavebeencarriedouttoinvestigatetheinteraetionsbetweennoncontactcopperandaluminumnano—filmswithlateralmovement．Effectsoftemperature，distance，surfacemorphologyandsurfacero

5、ughnessOntheinteractionstrengtharestudiedwhenthelateraldis‘‘Dlacementincreasesfrom0Ato5OA．Resultsshowthattheinteractionstrengthincreaseswithincreas—ingtemperature，increaseswithdecreasingdistanceanddecreaseswithincreasingsurfaceroughness．Itprovidesanewme

6、thodtostudytheinteractionsbetweenfilmsatnanoscale．Keywords：moleculardynamics，temperature，distance，surfacemorphology，surfaceroughness在微尺度却非常的重要，因为它们会影响微／纳器1引件的稳定性和使用性能．因而对微器件粘附[4]，薄膜已经被广泛的应用于磁存储器和微机电微／纳摩擦，卡西米尔效应]以及非接触摩系统来提高其表面性能卜引．随着微／纳技术的发擦[1卜]的研究越来越多．展

7、，薄膜的厚度已经降到纳米尺度，相关器件的尺然而，使用当今的实验表征技术很难直接和准寸大大减少．在宏观尺度可以被忽略的相互作用比确的预测分子尺度的相互作用．分子动力学模拟广如表面张力，范德华力，表面能以及量子效应等，泛的应用于研究原子尺度的摩擦，磨损以及相关的收稿日期：2013—03—04基金项目：国家自然科学基金(51005103，1I102074)作者简介：钱龙(1987-)，男，江苏淮安人，在读硕士，从事纳米材料性能$Jti~究．E—mail：duoduoxiaoxifu(~163．com原子与分

8、子物理学报第3O卷相互作用并且能够和现代纳米尺度表征技术比如主要使用商业软件包Discover来实现．基于PCFF原子力显微镜，扫描电子显微镜，透射电子显微镜力场的COMPASS力场。。被用来模拟原子间的相以及纳米压痕技术形成互补．前人对薄膜的性能和互作用．COMPASS力场中的L_J_9—6势能用来计纳米尺度的相互作用已经做了大量的研究．算铜铝薄膜问的相互作用能：Feng[1采用分子动力学方法，模拟计算了300KE一e[2()。一3(常压下金红石相Fe