1、液態金屬Ga的快速凝固模擬 非晶態材料液態急冷微觀結構隨溫度變化 1. 模型的建立 500個Ga原子 2參數的選取采用三維周期性邊界條件，原子間相互作用采用有效雙體勢時間步長為10-15s模擬計算從Ga的熔點（302.80K）附近的324K開始，在該溫度下，讓系統運行20000次，以確保其處于平衡態。分別以1.691012和1.011011Ks-1的冷卻速率降溫，在分別達到254, 204,154, 134, 74, 4K溫度點時，再讓系統運行4000步，使其達到平衡態。 3結果分析 平均原子總能量隨溫度的變化關系不同冷卻速度下的平均原子總能量 冷卻速度1.691012 Ks-1沒有發生晶化，

2、E隨T下降線性下降。 在1.011011Ks-1的冷卻速度下發生明顯晶化現象，在溫度約為144K附近能量跳躍下降，該過程中體系發生了相轉變，體系趨向穩定相結構，該溫度為結晶轉變溫度Tc。 (2)雙體分布函數隨溫度的變化 (a)冷卻速率 1.691012 Ks-1 (b)冷卻速率1.011011Ks-1不同冷卻速度下的雙體相關分布函數。 Nb-Cu interface strengthening mechanisms (1)Tunable Nb-Cu interface strength effect on shear strength (2) interaction between inter

3、face and dislocation 第一原理分子動力學簡介分子動力學的關鍵因素之一：原子間相互作用勢在研究材料的電子態問題時：密度泛函取得了極大的成功。MDDFT第一原理分子動力學1985年R. Car and M. ParrinelloCar-Parrinello方法 拉格郎日函數L是電子態 及離子坐標及他們的時間導數的函數借助于Born-Oppenheimer近似將電子的運動與離子的運動分開來處理。電子態用Kohn-Sham方程描述離子運動由經典的動力學(牛頓力學)方程描述，其中離子受力包括DFT按Hellmann-Feynman給出的電子態對離子作用力的貢獻。 由拉格朗日函數可得到

4、關于電子波函數的方程 為為模擬計算方便，將運動方程改寫為差分形式：其中 原子核的運動遵從牛頓運動方程， 把所有電子的總能量與原子核間的庫侖勢之和E作為勢函數，有原子核間庫侖排斥作用原子核對電子的庫侖引力作用依賴于電子密度和原子位置的作用力 第一原理分子動力學適合于分子的穩定結構計算。 一邊使每個原子核位置稍許移動， 一邊反復使電子態收斂。 計算量大 精度高 應用:利用各種經驗參數，可以描述在有限溫度情況下的原子運動情況。為了精確的求出系統的穩定結構，必須用非經驗的第一原理分子動力學來研究物質的合成、反應及解離過程，以及用來處理物理、化學吸附和晶體生長等過程。LDA范圍只可處理102 ，基態Ca

5、r-Parrinelo 可處理動態過程 C具有金剛石、石墨結構，1985年英國H.W.Kroto和美國的R. F. Curl and R. E. Smalley等人利用在氦氣氛中的石墨棒的電弧放電和激光照射方法，發現了C60。P195 fig. 6-9 C60 穩定性模擬： 模擬結果顯示：對于Ih 對稱性的C60溫度知道4000K， C60 都是穩定的，而在5000K時發生分裂。 對于C2V 對稱的C60，到1000K是穩定的，而在2000K時發生分裂。反應特性的模擬（1）從C60封閉結構中取走共有一個雙鍵的兩個C原子，從而得到開有孔的C58 ，P198 Fig. 6-11C58+C2-C60 的反應過程C60與C二聚物的反應特性P198 fig. 6-12C60+C2-C62 的反應過程C60與C三