基于晶格化的动力学Monte Carlo方法研究钛酞菁配合物氧化还原反应催化能力

应用晶格化的动力学Monte Carlo方法,研究了钛酞菁配合物(TiPc)在不同反应温度和氢氧气体分压比下的催化活性,并与铂(Pt)催化剂进行了比较.一方面,得到了如下预测结果:在470～570 K温度区间内TiPc催化剂活性随温度呈非线性关系增加;TiPc催化剂的活性区域在氢氧分压比值0.2至2之间;在相同条件下TiPc催化剂活性高于普通Pt催化剂.另一方面,从计算化学工具的角度,验证了动力学Monte Carlo方法用于研究未知催化剂催化活性的可行性.

电沉积镍薄膜微观结构的动力学Monte Carlo模拟

采用动力学MonteCarlo方法模拟动力学控制条件下电沉积多晶镍薄膜的生长。研究了表面扩散对电镀薄膜微观结构的影响。模拟结果显示,溶液温度和沉积速率是2个非常重要的参数,它们能改变吸附原子的扩散能力,因而对薄膜的晶粒尺寸、相对密度、表面粗糙度等微观结构产生显著影响。此外,还得到该模式下薄膜的生长因子,大约为0.46。

钚中空位对氦泡生长影响的动力学Monte Carlo研究

对于氦在金属中的行为特性研究,人们已经做了大量工作;但对于金属钚,这方面的工作仍然非常少.钚的自辐照效应可以在自身引入大量的空位和氦原子,这些空位及氦原子扩散、聚集,会对材料性能造成不良影响.本文采用动力学Monte Carlo(KMC)方法,分别建立了纯氦模型和空位模型,进行模拟研究,发现空位对氦泡生长速度、生长形态都有明显的影响.

邻晶面外延生长机制的动力学Monte Carlo模拟

用动力学Monte Carlo模拟方法研究了GaAs(001)邻晶面的外延生长机制.Ehrlich-Schwoebel势垒对邻晶面外延机制有重要的影响.模拟结果显示,低温下Ehrlich-Schwoebel势垒几乎能完全阻止原子向下一台阶面的迁移,高温下原子已能有效地克服势垒的影响并向下一台阶面迁移.在外延生长初期,原子几乎在台阶面上均匀分布.当表面覆盖度达到一定数量后,台阶成核开始.而由于Ehrlich-Schwoebel势垒的存在,在台阶的上侧台阶面上开始有原子的积累,而如果没有Ehrlich-Schwoebel势垒,台阶上侧台阶面上的原子也能被有效地耗尽.Ehrlich-Schwoebel势垒对邻晶面上的外延生长模式有显著的影响,将明显提高达到台阶生长模式的温度.

考虑二维ES势垒的薄膜生长动力学MonteCarlo模型

考虑了原子在发生层间扩散过程中Ehrlich-Schwoebel势垒的作用,构造了四边形基底表面上薄膜三维生长的动力学Monte Carlo(MC)模型。在这个模型中,原子表面运动的三种动力学过程包括沉积、扩散和脱附过程,它们相互影响又相互独立,依据各自的概率发生。在不同生长条件下,模拟出薄膜的三种生长模式以及相应的薄膜三维生长形貌图。对计算结果的分析表明,ES势垒和在ES势垒作用下基底温度和沉积速率等因素对薄膜的三维生长模式有重要影响。

一维长程相互作用吸附模型的临界点与作用强度之间的Monte Carlo模拟研究

利用动力学Monte Carlo方法对一维长程相互作用吸附模型进行计算机模拟研究, 得出了其临界点λc与作用力程r-1-α中的α在α>1．0时具有指数关系:λc=λc0+Be-α/γ．

纳米粒子/共聚物混合体系结构的Monte Carlo模拟(英文)

基于简立方格点模型,对纳米粒子/共聚物混合体系进行了动力学Monte Carlo模拟研究. 每一共聚物链均由一个A珠子和三个B珠子组成,表示为A1B3. A1B3链的两亲性体现为B-B之间的相互吸引作用,同时憎水性的纳米粒子之间也存在相互吸引. 通过适当选取纳米粒子与B珠子之间的吸引作用势,观察到两种结构:纳米粒子/A1B3链的核-壳结构和纳米粒子分散在憎水壳层中的A1B3囊泡结构. 还研究了这两种结构的动力学演化过程,模拟结果表明在纳米粒子分散于囊泡壳层的过程中A1B3囊泡起模板作用.

MFI沸石中Maxwell-Stefan扩散系数与覆盖率的关系

基于描述多孔介质中表面扩散的Maxwell-Stefan(M-S)方程,结合本文动力学Monte Carlo(KMC)模拟及文献中分子动力学(MD)模拟数据,提出了MFI沸石中M-S扩散系数与覆盖率依赖关系的新表达式.该关系式考虑了分子间相互作用以及饱和吸附覆盖量对扩散系数与覆盖率依赖关系的影响,用于预测强受限组分CF4、弱受限组分CH4以及中度受限组分Xe等7种单组分在MFI沸石中的M-S扩散系数时,结果较现有其他关系式更为合理.

化学气相沉积SiC膜{111}取向生长的原子尺度模拟

在化学气相沉积SiC膜过程中,分别考虑了化学反应的动力学以及基底表面原子的沉积与扩散,利用动力学蒙特卡罗方法,建立了SiC膜{111}取向的三维原子尺度模型,使用MATLAB模拟了原子尺度的SiC膜{111}取向生长过程.模拟结果表明:膜的生长经历了小岛的生成、小岛的合片与扩展、小岛间达到动态平衡三个阶段.随着温度的升高,膜的生长速率、表面粗糙度以及膜的厚度都增大.随着生长速率的增大,表面粗糙度增大,相对密度减小.模拟结果与理论和实验具有较好的吻合性.