二维准晶体的分子动力学模拟

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分子动力学是在原子、分子水平上求解多体问题的重要的计算机模拟方法。在准晶体研究中,它可用来研究准晶结构、稳定性和平衡态的相关性质。本论文运用分子动力学方法模拟二维准晶体的形成过程,生成了十二次和十八次对称准晶体。首先,我们介绍了分子动力学方法的基本思想、主要算法、不同系综的处理方法及计算细节,并总结了分子动力学方法在准晶体研究中已取得的成果。其次,我们在经典的Lennard-Jones势的基础上加入了Gauss项,从而改变势阱的位置和宽度甚至出现了双势阱。在不同的势能参数和模拟条件下,试图寻找新的准晶结构。然后,我们进行了一系列的分子动力学模拟,发现了形成准晶的参数和条件。当势能参数相同时,改变温度和密度会形成不同的准晶体结构。在一定的温度和密度下,形成准晶的条件是Gauss势的中心、势阱高度和势阱宽度要在一定范围内。我们从径向分布函数、静态结构因子和系统能量等方面分析了模拟过程和模拟结果,以期对准晶体的结构和形成机理有进一步认识。本论文的主要研究结果是模拟生成了十八次对称准晶体。这种对称性的结构虽然在以前的理论和实验中有所报道,但在分子动力学模拟中,尚属首次发现。这个结果说明准晶体的结构是非常丰富的,有许多未知的东西值得我们去研究。
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