液态Cu团簇在急冷过程中动力学行为的原子尺度计算研究

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由于纳米团簇具有独特的力学、电学、光学和磁学特性,纳米尺度材料引起了广泛的关注,其中铜纳米团簇的研究越来越引起了研究者们的兴趣。本文采用基于嵌入原子势的分子动力学方法在原子尺度上模拟了原子数小于1000的熔融铜团簇在急冷过程中的微观结构变化和动力学特性。在急冷的过程中通过研究团簇结构、对分布函数、键对分析函数和动力学参数均方位移、非中间散射函数及非高斯参数,讨论了团簇在急冷到不同温度的结构和动力学特性所表现出的尺寸效应和温度效应。在团簇尺寸较小时,急冷后团簇结构主要以二十面体为主;随着团簇尺寸增大,团簇急冷到不同温度交替出现FCC和二十面体的结构,团簇表面和内部的原子运动差异性变大;团簇的原子数大于900时,急冷后的结构以FCC为主。团簇较小时,原子局域结构变化主要来自于原子的扩散性运动。随着团簇尺寸的增大,成核主要是由于原子非扩散性原子重排引起的,而且不同的弛豫过程造成了不同结构的形成。
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