Cu表面驰豫和自扩散机制的修正嵌入原子法模拟

利用角度修正的嵌入原子方法研究了Ｃｕ（１００），（１１０），（１１１）和（３１１）等８个面的驰豫，得到了与实验符合较好的结果，然后研究了Ｃｕ（１００）面上的自扩散机制，得到了与实验和局域密度近似计算相符合的结论，还计算了＊（１１０）和（１１１）面的扩散势垒。     

H在Ni表面的扩散性质及表面缺陷的影响-嵌入原子法(EAM)计算研究

本文用原子集团模型和嵌入原子方法,计算研究了H在Ni(100),(110)和(111)表面上的扩散特性,其扩散激活能分别是0.152eV;0.343eV和0.142eV。Ni(100)面上的吸附Ni原子和Ni原子空位,分别是在其表面上扩散的H原子的一种陷阱和位垒;Ni(100)面上的台阶,将使通过此台阶的H原子的扩散势垒增高,激活能增大,且引起扩散的各向异性。     

用修正嵌入原子法（MEAM）研究金属铝的稳定性

用两种不同的嵌入原子法（即ＥＡＭ和ＭＥＡＭ）计算了Ａｌ的结合能、层错能，并考察了它的稳定性，发现用修正嵌入原子法计算出的结果与已有的实验和理论结果基本一致，作者认为对立方晶系材料，原子的电子密度可用自由原子外层电荷密度的线性迭加表示，而不用修正嵌入原子法中的解析拟合过程表示。     

用分析型嵌入原子方法计算Pd-Au合金的热力学性质

用修正的分析型嵌入原子方法计算了PdAu二元合金系的稀溶解热、形成焓、表面能和表面聚集能,并将计算的热力学性质与实验结果或第一性原理计算结果进行了比较.     

用MAEAM法计算Ag/Ni的界面能

采用改进分析型嵌入原子法计算了Ag(111)//Ni(001)和Ag(001)//Ni(111)扭转界面的能量，结果表明：对Ag(111)//Ni(001)界面，当扭转角等于0°（或30°）时界面能最小，这一择优扭转角取向和Gao等人的实验结果一致；同样，对Ag(001)//Ni（111）界面，当扭转角等于0°（或30°）时界面能最小；从界面能最小化考虑，Ag(001)//Ni(111)扭转界面的择优扭转角也为0°（或30°）. 关键词： Ag/Ni界面 界面能 计算 改进分析型嵌入原子法 近重合位置点阵     

嵌入原子法计算金属钚中点缺陷的能量

钚因放射性衰变而出现老化效应.钚中点缺陷的性质和行为是理解钚老化效应的一个基础和前提.运用分子动力学模拟技术,计算了金属钚中点缺陷和点缺陷团簇的形成能和结合能.其中钚-钚、钚-氦和氦-氦相互作用势分别采用嵌入原子多体势、Morse对势和Lennard-Jones对势.计算结果表明,单个自间隙原子易以〈100〉哑铃状形态存在;间隙氦原子在理想晶格的八面体间隙位置相对较为稳定;氦原子与空位的结合能较大,在钚的自辐照过程中两者易于结合并形成氦-空位团簇;氦-空位团簇的形成能随氦原子数的增加而增大,当氦与空位的数     

用嵌入原子方法研究Cu(100)面声子色散

本文采用基于密度泛函理论发展的嵌入原子方法,推导了由半经验函数嵌入能和排斥势所表达的表面晶格动力学矩阵公式,以CU(100)面为例,得到了该面三个主要对称方向的色散关系.其中,沿ΓX方向的瑞利声子色散曲线与新近的电子能量损失谱所得实验结果相比,符合较好.文中还讨论了一些表面模的局域程度以及振动方式. 关键词：     

铁的嵌入原子模型势

采用最近导出的普适分析型嵌入原子模型 [generalembeddedatommethod(GEAM) ],对BCC结构的Fe元素进行了描述。计算了元素Fe的单空位形成能 ,双空位结合能 ,弹性常数 ,结构稳定性 ,在 (10 0 )、(110 )、(111)面上的表面能 ,以及元素的声子谱。计算结果和实验结果相符合     

嵌入原子势计算FCC金属的声子谱与表面驰豫

给出一个简单解析的嵌入原子势模型。该模型被用于计算ＦＣＣ金属的声子谱,表面驰豫,结构稳定性和总能曲线,计算结果与实验及更高水平的计算结果进行了比较。     

Calculation of the surface energy of fcc metals with modified embedded-atom method

The surface energies for 38 surfaces of fcc metals Cu, Ag, Au, Ni, Pd, Pt, A1, Pb, Rh and Ir have been calculated by using the modified embedded-atom method. The results show that, for Cu, Ag, Ni, A1, Pb and Ir, the average values of the surface energies are very close to the polycrystalline experimental data. For all fcc metals, as predicted, the close-packed (111) surface has the lowest surface energy. The surface energies for the other surfaces increase linearly with increasing angle between the surfaces (hkl) and (111). This can be used to estimate the relative values of the surface energy.     

Pt(110)表面自吸附原子能量和力的改进分析型嵌入原子法分析

采用改进分析型嵌入原子法计算了Pt(110)表面自吸附原子的能量和法向力.当Pt吸附原子位于Pt(110)表面第一层原子的二重对称洞位上0.11nm时最稳定.Pt吸附原子的最佳迁移路径是由一个二重对称洞位沿密排方向迁移到最近邻的另一个二重对称洞位.在吸附原子远离表面的过程中，将依次经过排斥、过渡和吸引等三个区域.在排斥区和过渡区，由于吸附原子与表面原子间强的相互作用势，吸附原子的能量和法向力的形貌图均为(110)面原子排列的复形，与对势理论和嵌入原子法得到的结果一致.在吸引区，由于多体相互作用及晶体中原子 关键词： 金属表面 自吸附 能量 力     

Surface segregation of the metal impurity to the (100) surface of fcc metals

The surface segregation energies for a single metal impurity to the (100) surface of nine fcc metals (Cu, Ag, Au, Ni, Pd, Pt, Rh, Al and Ir) have been calculated using the MAEAM and molecular dynamics (MD) simulation. The results show that the effect of the surface is down to the fourth-layer and an oscillatory or monotonic damping (|E ₁| > |E ₂| > |E ₃| > |E ₄|) phenomenon in segregation energy has been obtained. The absolute value of the segregation energy E ₁ for a single impurity in the first atomic layer is much higher than that in the nether layers. Thus, whether the surface segregation will work or not is mainly determined by E ₁ which is in good relation to the differences in surface energy between the impurity and host crystals ΔQ = Q _imp − Q _hos. So we conclude that an impurity with lower surface energy will segregate to the surface of the host with higher surface energy.      

核反应堆压力容器模拟钢中富Cu原子团簇的析出与嵌入原子势计算

利用原子探针层析技术(APT)和热处理时效方法,研究了合金元素Ni对核反应堆压力容器模拟钢中富Cu原子团簇析出的影响.实验结果表明,添加合金元素Ni(0.84wt%)的样品中析出富Cu原子团簇的数量密度高于不添加Ni的样品,富Cu原子团簇内以及团簇和基体界面处都有Ni元素的富集现象,这说明合金元素Ni会促使富Cu原子团簇的析出.从多体势的角度出发,利用嵌入原子势理论,基于纯金属元素Fe,Cu,Ni的多体势参数,建立了Fe-Cu二元和Fe-Cu-Ni三元体系的嵌入原子多体势.计算结果表明,当模拟合金中存在1at%Ni时有利于富Cu原子团簇的析出,这与实验结果相符.     

Mo纳米薄膜热力学性质的分子动力学模拟

采用改进嵌入原子法(MAEAM),通过经典的分子动力学(MD)模拟计算了高熔点过渡金属体心立方(bcc) Mo块体Gibbs自由能和表面能. 对于纳米薄膜的热力学数据,比如Gibbs自由能等,可以看成是薄膜内部原子和表面原子两部分数据之和,然后根据薄膜的体表原子之比就可以直接计算出总的自由能,并由此可以得到热力学性质与薄膜尺寸及温度的定量关系式. 分别计算了bcc Mo块体及其纳米尺寸薄膜的自由能和热容,结果表明,Mo纳米薄膜的热力学性质具有尺寸效应,并且在薄膜尺寸小于15—20nm时,这种效应变得非常明 关键词： 改进嵌入原子法 Mo纳米薄膜 表面自由能 热容     

Cu(100)表面c(2×2)-N原子结构与吸附行为研究

用密度泛函理论的总能计算研究了金属铜(100)面的表面原子结构以及氮原子的c(2×2)吸附状态.研究结果表明：在Cu(100) c(2×2)-N表面系统中，氮原子处于四度配位的空洞(FFH)位置，距离最表面铜原子层的垂直距离为0.20?，最短的Cu—N键长度为1.83?.结构优化的计算否定了被吸附物导致的表面再构模型，即c(2×2)元胞的两个铜原子在垂直于表面方向发生相对位移，一个铜原子运动到氮原子之上的模型.该吸附表面的功函数约为4.65eV, 氮原子的平均吸附能为4.92 eV(以孤立氮原子为能量参考点).计算结果还说明，Cu—N杂化形成的表面局域态的位置在费米面以下约1.0 eV附近出现，氮原子和第一层以及第二层铜原子均有不同程度的杂化作用.该结果为最近有关该表面的STM图像的争论提供了判据性的第一性原理计算结果. 关键词： Cu(100) c(2×2)-N 表面吸附态 密度泛函总能计算     

Extended embedded-atom method for platinum nanoparticles

We present a new technique to extend the embedded-atom method (EAM) for the simulations of non-bulk systems down to the atomic cluster level. To overcome the limitation of the traditional bulk-fit EAM interatomic potentials, bond characteristics from first-principles calculations are systematically included by introducing a local structure dependent prefactor with three additional parameters to the conventional EAM many-body term. The additional parameters improve the local potential landscape virtually for the entire range of atomic configuration space in a quantitative sense. The proposed scheme is applied to two different EAM function sets and validated for both bulk and non-bulk environments in elemental platinum. The obtained material properties, including the binding energies of Pt particles and the Pt adatom diffusion barrier on the Pt(1 1 1) surface, show a significant improvement over the conventional EAM formalism.     

改性疏水固壁润湿性反转现象的格子Boltzmann方法模拟

基于疏水固壁改性会引起润湿性反转的特点,采用考虑固体与液体间分子力的格子Boltzmann方法,从壁面的线性和瞬时改性两方面对润湿性反转现象进行了数值模拟,并结合流体体积方法处理界面层质量.结果表明:壁面线性改性的过程中润湿性反转变化平稳,润湿所需时间大幅减少,所得到的接触角与固液吸引力系数的关系与其他文献结果一致;壁面瞬时改性幅度越大说明固壁对液滴作用力越强,表现为润湿性变化越明显,瞬时改性后接触角随时间呈指数规律变化,这与现有结论相符合.研究发现:在改性条件下液膜铺展过程中伴随着振荡变化,线性改性的振动峰值与改性幅度相关;瞬时改性的液膜速度会在某一时刻突然增大,这种现象与夹带空气有关.     

Relaxed energy and structure of edge dislocation in iron

With modified analytical embedded-atom method and molecular dynamics simulation, this paper simulates the strain energy and the equilibrium core structure of a<100> edge dislocation in BCC metal iron on atomistic scale. In addition, the trapping effect of dislocation on vacancy is investigated as well. The results show that the equilibrium dislocation core is quite narrow and has a C_2v symmetry structure. Calculated strain energy E_s of the dislocation is a linear function of ln (R/2b) while R≥5.16 Å (1 Å=0.1 nm), in excellent agreement with the elasticity theory prediction. Determined core radius and energy are 5.16 Å and 0.62 eV/Å, respectively. The closer the vacancy to the dislocation line is, the lower the vacancy formation energy is, this fact implies that the dislocation has a trend to trap the vacancy, especially for a separation distance of the vacancy from dislocation line being less than two lattice constants.