硅團簇結(jié)構(gòu)硅團簇結(jié)構(gòu)、形變以及相應力學特性的分子動力學模擬.pdf

1、團簇是由幾個至上千個原子、分子或離子組成的相對穩(wěn)定的聚集體,由于其獨特的性質(zhì)而備受重視。團簇結(jié)構(gòu)的研究是團簇其它一切特性研究的基礎。在塊體研究中,人們已經(jīng)制成了很多具有非基態(tài)結(jié)構(gòu)的塊體材料,這些材料往往具有較傳統(tǒng)材料更為優(yōu)異的性能。對于團簇研究而言,人們目前都是把目光集中在具有基態(tài)結(jié)構(gòu)的團簇上,但事實上,團簇還有很多非基態(tài)結(jié)構(gòu),有些非基態(tài)結(jié)構(gòu)也是非常穩(wěn)定的。硅材料是電子產(chǎn)業(yè)的基石,所以對硅團簇穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)的研究具有重要的科學意義和應用價值。

2、
　　 本文用分子動力學的方法,采用Stillinger-Weber勢函數(shù),采取不同的初始模型和不同溫度條件,獲取硅團簇Sin(n=4-35)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)。我們發(fā)現(xiàn)所形成的團簇穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)對初始結(jié)構(gòu)和溫度非常敏感,初始結(jié)構(gòu)不同、溫度不同,得到的硅團簇具有不同的幾何構(gòu)型。一般,原子數(shù)目少時所形成的團簇結(jié)構(gòu)較規(guī)則,有較好的對稱性,并且原子只分布在團簇表面?？梢钥闯鲈訑?shù)大時的團簇,是由原子數(shù)目小的團簇拼湊而成的,并且出現(xiàn)了內(nèi)部原子。形成硅

3、團簇表面的原子多構(gòu)成空間五邊形結(jié)構(gòu)。文章還采用Tersoff勢函數(shù),用硅原子替換富勒烯C60中碳原子的方法獲取了Si60的結(jié)構(gòu)。
　　 另外,隨著納米機械的發(fā)明以及發(fā)展,對各個機械部件的力學行為的研究就變得非常迫切。團簇是納米機械系統(tǒng)最重要的候選部件之一,本文以Si13團簇為例,對其穩(wěn)定結(jié)構(gòu)進行了拉伸和壓縮的分子動力學模擬,得出了硅團簇拉伸和壓縮的力與應變的曲線圖。研究表明,在拉伸和壓縮的初始階段力與應變呈線性關(guān)系。拉伸時溫度越