熔融NaCaF_3、Na_2CaF_4和Na_3CaF_5的分子动力学模拟

通过分子动力学模拟，研究了熔盐溶液NaCaF3、Na2CaF4和Na4CaF5体系，模拟表明，三种二元混合系的径向分布函数十分接近．由模拟所得到的摩尔混合焓很好地与实验值一致．混合焓与Na＋离子势阱深度之间表现出很好的线性关系．模拟表明，在Na2CaF4体系中，即NaF－CaF2二元系处于低共熔混合组分比NaF：CaF2＝2：1时，Na＋，Ca2＋和F－离子的自扩散系数出现很大的反常．

超离子导体CaF_2中的Ca^(2+)亚晶格和F^-亚晶格

CaF_2在熔化以前为超离子导体相。一些实验和理论的研究表明,在超离子导体相中,Ca^(2+)仍维持原有的面心立方骨架,而F^-则在Ca^(2+)骨架中运动。早期的分子动力学模拟结果表明Ca^(2+)的均方根位移仅约0.3A,而F^-的扩散系数可达2.6×10^(-5)cm·s^(-1),已是熔盐扩散系数量级。近年来的中子散射实验表明在扩散离子和近邻离子间存在着某种动力学相关。为解释这些事实,新近Gillan的分子动力学模拟表明扩散离子伴随着F^-亚晶格变形,而Kaneko和Ueda的分子动力学模拟则表明扩散离子伴随着近邻离子在同一运动方向的相关运动。进一步的研究尚待进行。八十年代初,Nelson等人提出了描述晶体、非晶和液态中键取向的键球谐函数方法。

熔融CaF_2的径向分布函数

熔融CaF_2是一种典型的离子液体,又是一种重要的冶金熔体.径向分布函数不仅是描述熔体结构的重要物理量,而且是计算熔体热力学性质的基础.实验上可以通过X 射线、中子衍射测得结构因子经Fourier 变换得到径向分布函数.已有使用X 射线衍射方法实验测定熔融CaF_2结构因子的报导.但由于实验上分解三种离子对Ca^(2+)-Ca^(2+),Ca^(2+)-F^-、F^--F^-偏结构因子的困难,未能给出相应的三种径向分布函数g++(r)、g+-(r)、g--(r)。

NaF—CaF_2熔盐溶液结构的分子动力学模拟研究

使用分子动力学方法,研究了NaF—CaF_2熔盐体系给出了体系各离子间的偶对分布函数和各种健角几率分布,并在此基础上讨论了体系中的桥和络合模拟结果表明,Ca^(2+)离子周围的F^(-)离子未形成四面体配位,出现象CaF_4^(2-)这样小的络合原子团的可能性不大Ca^(2+)离子周围F^(-)离子排布的一种可能的结构是3个Ca^(2+)离子通过F^(-)离子桥联成一个正三角形,正三角形中心上下各有一个F^(-)离子,每个Ca^(2+)离子在三角形外侧还各有2个F^(-)

Si(001)表面层及近表面层原子行为的分子动力学模拟研究

用分子动力学方法模拟了si(001)表面。提出利用二维偶对相关函数分析方法研究表面层和近表面层原于的行为。硅原子间的相互作用势采用含有两体和三体相互作用的Stilli-anger-Weber势。模拟温度为300K,模拟结果和二维偶对相关函数的分析表明:表面层的大部分原子发生成键,键长为0.24nm;近表面层的其它几层原子仍保持原平面晶格构型。另外,对表面层和近表面层原子的弛豫问题也进行了模拟研究。

低能粒子轰击对Si（001）－2×1表面原子行为的影响：分子动力学模拟研究

对１─１００ｅｖ的低能位子轰击Ｓｉ（００１）－２×１表面进行了分子动力学模拟研究，利用二维偶对相关函数分析了低能轰击对表面层原子行为的影响。研究表明，１０ｅＶ，１００ｅＶ粒子的轰击，一方面增强了表面原子形成二聚体的能力，使表面二聚体成键数量增加；另一方面，也使表面原子的排列更趋无序。１ｅＶ的粒子对表面原子行为的影响不大，只是使表面原子的振动加剧。

氟化钙的分子动力学模拟——晶态、超离子态、熔融态和急冷非晶态

采用键序参数方法研究了Ca^(2+)亚晶格和F^-亚晶格,表明两者均可用键取向正态分布模型描述。超离子相Ca^(2+)亚晶格稳定地维持其原fcc结构,而F^-亚晶格表现为原sc结构的随机畸变。熔融相的模拟给出了实验上难以分离的三种径向分布函数。急冷非晶相的模拟表明体系是以Ca^(2+)离子为中心的等效球的无规密堆,由于Ca(2+)与其邻近的F^-离子没有形成某种确定的构形,体系不够稳定。

Molecular dynamics simulation of calcium fluoride——Crystalline, superionic, molten and quenched-amorphous phases

The results from the molecular dynamics simulations on crystalline, superionic, molten and quenched-amorphous states of calcium fluoride system are reported. The Ca++ and F- sublattices are studied by using the method of bond order parameters. The result shows that both Ca++ and F- sublattices can be described with the bond-orientation normal distribution model. In the superionic phase the Ca++ cations keep their original stable fcc frame, but in the F- case random distortion generates from their original simple cubic (sc) structure. The simulation on the molten phase gives three radial distribution functions that are difficult to separate from the experimental X-ray diffraction data. The simulation of quenched-amorphous state shows that a dense random packing of equivalent spheres centered by Ca++ cations occurs in the system simulated. However, the system quenched is not stable enough because the Ca++ cation and F- anions around it do not form themselves into a certain configuration.