TiAl合金晶体缺陷的计算机模拟研究

采用多体势,用分子动力学方法对TiAl中空位、反位原子、间隙原子以及小尺寸空位团（N0＝2,3,4）进行计算机模拟研究,分析讨论了空位团最稳定的构形,研究了空位团对单位迁移的影响。计算结果表明,TiAl中钛空位的形成能大于铝空位的形成能;热平衡状态下存在大量的钛反位原子;间隙原子形成能较大,为空位形成能的2,3倍;在稳定存在的空位团中,每个空位都尽可能地与其他空位保持最近邻关系;已有的空位团可作为空位的凝聚中心具有捕获或吸收附近空位的能力,从而形成更大的空位团。     

用第一性原理计算硅单空位缺陷

采用分子动力学模型及共轭梯度,并在局域密度挖下,用密度泛函的方法从头计算了硅单晶的晶格常数、单空位缺陷能等。计算结果表明,在硅单晶中,单空位邻近的硅原子会发一弛豫,使对称性下降;两个单空位有可能形成一个双空位。     

面心立方金属中点缺陷的MAEAM模拟

将改进分析型嵌入原子法（MAEAM）模型与分子动力学模拟方法相结合，用能量最小化原理分析了面心立方金属Al、Ni、Cu、Ag、Au和Pb中的单空位、双空位及单自间隙原子3种点缺陷的稳定构型及其迁移规律．结果表明：最近邻双空位是双空位中惟一能够存在的构型，而且比单空位还容易迁移；尽管在4种构型的自间隙原子中，〈110〉哑铃状自间隙构型容易在Ni、Cu、Ag和Au中形成，体心自间隙构型也容易在Al和Pb中形成，但和单空位相比较还是较难形成的．     

密排六方金属自扩散的计算机模拟

应用改进分析型嵌入原子法(modified analytical embedded-atom method, MAEAM), 研究了Re、Ru、Zr、Y、Co和Sc 6种密排六方(hexagonal closed-packed, HCP)金属(c/a＜8/3)单空位最近邻(NN,非基平面)、次近邻(NNN,基平面)和第三近邻(TNN,非基平面)原子自扩散机制. 结果表明,3种机制能量曲线均是对称的,且能量极大值出现在迁移路径的中点.根据能量最小化原理,这6种HCP金属中单空位最可几迁移路径依次为最近邻、次近邻,第三近邻原子迁移困难.     

钙、锶的嵌入原子模型参数和性能计算

采用欧阳义芳等人提出的原子相互作用势及其确定嵌入原子模型参数的方案,得到了Ｃａ和Ｓｒ的嵌入原子模型参数,用该模型计算了两元素的单空位形成能、双空位结合能、结构稳定性和弹性常数、计算值与实验符合得比较好。     

空位缺陷对单层石墨烯薄膜拉伸力学性能的影响

采用Tersoff势对完美的和含空位缺陷的单层石墨烯薄膜的单向拉伸力学性能进行了分子动力学模拟,分别研究了单个单原子空位缺陷和单个双原子空位缺陷对扶手椅型和锯齿型石墨烯拉伸力学性能及变形机制的影响.研究结果表明,单原子空位缺陷和双原子空位缺陷对扶手椅型和锯齿型石墨烯薄膜的杨氏模量没有影响,但在一定程度上降低了拉伸强度和拉伸极限应变.单原子空位缺陷和双原子空位缺陷使拉伸强度降低幅度最高达8.10%和6.41%,并大幅度降低极限应变.缺陷对石墨烯的拉伸变形破坏机制也有一定的影响.在外载作用下,新的缺陷的萌生位置均出现在空位缺陷附近.     

PbWO4晶体中铅空位周围晶格弛豫的研究

使用相对论性密度泛函计算程序，按照能量最低原理采用共轭梯度方法，对缺铅的钨酸铅晶体进行结构优化处理．计算了铅空位周围晶格的弛豫，得到铅空位周围的晶格结构．结果表明，铅空位周围次近邻的正离子(Pb^2 和W^6 )向铅空位迁移，而铅空位周围最近邻的负离子(O^2-)向远离铅空位的方向迁移．晶格的驰豫结果使铅空位处的电负性降低．     

OⅡ空位BaZrO3晶体的第一性原理研究

利用第一性原理对BaZrO3块材的OⅡ空位进行研究.由于存在OⅡ空位,O原子分别与Zr原子和Ba原子发生相互作用,原子弛豫改变晶体的结构,从而使晶常数格a,b和c各不相同.因此,通过对布居数、态密度和能带进行分析,证明OⅡ空位使BaZrO3晶体结构发生了改变.     

固溶体中溶质原子的应力感生有序

本文根据热力学和动力学的观点,讨论了填隙式固溶体中溶质原子的应力感生有序;并从空位的机构出发,讨论了替代式固溶体中溶质原子对在外应力作用下从优取向的现象,从理论上推导出由这两种弛豫机构所引起的非弹性性质都具有标准线性固体的特点;并且还指出用内耗方法研究替代式固溶体中空位的数目、产生一个空位所需要的能量和空位扩散激活能等重要物理量的可能性。     

DFT+U方法研究Ni掺杂对CeO2结构和储放氧性能影响

铈基材料具有优异的储放氧性能和催化活性,在当今催化领域有着广泛的应用.本研究通过DFT+U方法计算了Ni掺杂引起的Ce02局域结构及全局结构扰动.并分析了原子位置排布与储放氧性能之间的构效关系.当Ni以间隙位形式进入CeO2晶胞时,Ni具有四面体配位特征,部分氧离子远离其初始位置.向类间隙位移动;在产生氧空位之后,全局结构弛豫现象明显.当Ni以取代位形式进入CeO2晶胞时,Ni具有八面体配位特征,与纯NiO结构类似;在产生氧空位之后,由Ni及其最近邻氧离子构成的局域空间发生扩张.结合氧空位生成能计算结果,间隙位Ni离子对储放氧性能的促进较小,取代位Ni离子可促进体系自发产生氧空位.     

X射线衍射分峰法测定液体汞结构

采用θ-2θ型粉末衍射仪测定了液体汞的结构.提出了直接利用由X射线衍射分峰法所确定的衍射峰的位置和强度分析单原子液体结构的简单方法,并测得液态汞的最近邻原子间距R1为3.00 A,次近邻原子间距R2为3.38 A.研究结果表明X射线衍射分峰法对单原子液体体系的结构分析是有效的.     

The first-principles study on the doping effect of Re in Ni3A1

Using first-principles density function for molecules method (DMol) and discrete variational method (DVM) based on the density functional theory, we studied the doping effect of Re in Ni3Al. The structure relaxation and the alloying energy show that Re has a strong A1 site preference and leads to the local deformation, which is in agreement with the experimental results and other theoretical results. In addition, the charge density difference and the bond order show that Re can strongly enhance the interatomic interaction between the nearest neighbor atoms. From the density of states and the Pauli spectrum, we find that resonance states and localized states are induced by doping Re, and the doped Re atom forms the hybridized bond with the nearest neighbor atoms.     

The first-principles study on the doping effect of Re in Ni3Al

Using first-principles density function for molecules method （DMol） and discrete variational method （DVM） based on the density functional theory, we studied the doping effect of Re in Ni3Al. The structure relaxation and the alloying energy show that Re has a strong Al site preference and leads to the local deformation, which is in agreement with the experimental results and other theoretical results. In addition, the charge density difference and the bond order show that Re can strongly enhance the interatomic interaction between the nearest neighbor atoms. From the density of states and the Pauli spectrum, we find that resonance states and localized states are induced by doping Re, and the doped Re atom forms the hybridized bond with the nearest neighbor atoms.     

Short-range structural change in indium melt by Gaussian peaks decomposing of RDF

Liquid indium's structure was studied at 280, 390, 550, 650, and 750℃ Crespectively by using an elevated temperature X-ray diffractometer, and its radial distribution function (RDF) at different temperatures was decomposed into 4 Gaussian peaks in the range of 0.2-0.6nm. Positions of the decomposed Gaussian peaks were compared with the nearest and the second nearest neighbor atomic distances, respectively. It is shown that the position of the first decomposed Gaussian peak is similar to the nearest neighbor atomic distance in liquid In at the corresponding temperature, and that of the third decomposed Gaussian peak is similar to the second nearest neighbor atomic distance. Moreover, the first and the third Gaussian peaks correspond to the first and the second atom shells of liquid In at the corresponding temperatures, respectively.Therefore, the position and the area of Gaussian peaks can represent the position and atom number ofcorresponding shells. Based on this result, short-range structural changes in liquid In was studied. It was found that the first and the second shells are close to the referred atom, and the atom number at the shells decreases with the increasing temperature from 280 to 750℃. In different ranges of temperature, structural changes in the first and the second shells showdifferent features.     

银纳米杆中原子能量分布特征的分子动力学研究

采用分子动力学方法和嵌入原子法（EAM）多体势函数,模拟研究了银纳米杆能量分布特征在不同温度直到熔化过程中的变化。结果显示：纳米杆中原子的势能分布曲线呈现多个分立的峰;随着温度的变化,分布曲线各个峰的位置保持不变,但峰高和峰宽明显变化;纳米杆熔化后这种能量分布特征完全消失,只有一个宽化的峰。模拟结果分析表明：纳米杆中原子势能分布曲线中每个峰对应于一定的最近邻原子数,纳米杆中每个原子的势能所处峰位由其最近邻原子数决定,偏离峰值程度则由其次近邻原子数决定。     

薄膜生长初期能量参数影响研究

用Monte Carlo模型模拟了亚单层薄膜在四方形基底上的生长过程.研究了在薄膜生长初期岛的形貌与周围原子作用之间的关系,及扩散原子周围不同位置处原子的势能参数对薄膜生长的影响.计算结果表明,扩散过程中,吸附原子受最近邻位置处原子作用的势能变化影响较大,而受次近邻位置处原子作用的势能变化影响较小;降低扩散原子最近邻位置处的能量参数,相当于升高了基底的温度.     

考虑次近邻作用原子链的热传导研究

运用Ford—Kac—Mazur（FKM）方法和数值模拟对考虑次近邻作用的一维介电原子链进行了研究。在一定的条件下得到了热流的具体表达式，给出了不同条件下热流随体系大小的变化趋势，分析了次近邻相互作用和质量梯度对热流的影响。结果表明次近邻作用对于热流的调节不明显，而构建材料的不对称结构（质量梯度调节）可作为热传导控制的有效手段。     

用飞秒光克尔方法测量镶嵌在PVA膜的SnO2纳米晶簇的三阶光学非线性

报道了用飞秒光克尔实验系统测量镶嵌在聚乙烯醇(PVA)薄膜的二氧化锡(SnO2)纳米晶簇的光学非线性的实验结果,平均粒径为10nm和2～3nm的SnO2晶簇的三阶非线性极化率χ(3)分别为4.301×10-14和1.728×10-13esu,并对其原因进行了分析.实验还表明SnO2/PVA薄膜的光学响应是很快的,为50fs.由于聚乙烯醇薄膜的性能稳定,易于生产,上述结果显示它可能成为制作光器件的优良基质.     

Mg86.33Ni12.67Y1非晶合金的制备及其低温弛豫行为

采用单辊快速凝固技术,以4种冷却速度制备Mg86.33Ni12.67Y1非晶合金,并在Tg以下进行低温退火.利用X射线衍射(XRD)、差热分析(DTA)及扫描电镜(SEM)研究该合金的非晶形成能力、热稳定性及低温弛豫过程中的结构特征.结果表明,该非晶合金的过冷液相区宽度△Tx和约化玻璃转变温度Trg最大值分别为41.05 K和0.517 1,且随冷却速度的提高,△Tx表现出增大趋势,说明其非晶形成能力和热稳定性逐渐提高;低温退火时随退火温度逐渐升高,其非晶漫散射峰最大强度所对应的20值逐渐增大,表明原子的邻间距逐渐减小,非晶内部发生结构弛豫,导致拓扑结构不稳定性降低.