扩散是一种动力学过程,在诸多的物理和化学变化中起着重要作用,例如金属的氧化、烧结、渗碳、均匀化处理、半导体P_N结的形成都与扩散过程息息相关。铝、铜两者都是电子工业中常用的金属材料,铝-铜复合结构在航空、航天及微电子领域都有广泛的应用,而铝-铜接头的焊接问题是铝-铜复合结构实现实用化的关键所在,因此对于铝、铜及其合金的扩散过程的研究具有重要意义。本文即运用分子动力学理论,结合嵌入原子模型(EAM)势函数对金属铝、铜以及铝-铜界面偶的扩散过程进行了理论模拟与计算。对于体扩散,在温度不太高时,由于原子的跳跃频率很低,要产生具有统计意义的原子位移需要的时间很长且超出了分子模拟所能允许的时间尺度,所以体扩散的分子模拟具有一定的困难。本文采用在块体中引入过量点缺陷的方法来模拟金属块体铝和铜的自扩散过程,计算了铝和铜的线膨胀系数、空位形成能、空位迁移能,并通过平衡点缺陷浓度对自扩散系数进行了修正,获得了铝和铜的自扩散激活能。计算结果表明该方法适用于金属体扩散过程的分子动力学模拟。对于界面扩散,由于界面的存在,界面原子的跳跃频率很高,原子扩散速度很快,分子动力学软件能非常简便、直观的模拟扩散过程。本文运用分子动力学方法对铝-铜界面扩散结合过程进行模拟,不考虑压强对界面扩散结合的影响,仅考虑温度的影响。研究表明：扩散结合过程中主要是铜原子向铝端扩散；扩散层的厚度依赖于温度,温度越高,扩散层越厚；扩散过程中扩散层结构呈现无序化,铜原子以较慢的速率扩散但可以深入铝晶格内部,铝原子以较快的速率扩散但难以进入铜晶格的内部。同时,本文还计算了扩散结合过程中铝和铜的扩散系数及扩散激活能,计算结果表明当温度处在750-800K之间时,铝-铜界面扩散结合的效果最好。最后,对铜原子在铝中的可能的扩散机制进行分析,分析表明,铜原子在铝中的主要扩散机制为第一近邻跃迁机制。