关于He-He、Ne-Ne、Ar-Ar、Kr-Kr原子间作用势能的研究

试图从原子间电子云重叠来计算原子间近程排斥势，用ｐａｄｅ近似从动态极化率来计算范德瓦尔斯系数并进而计算远程吸引势。从而为惰性气体原子与原子间相互作用势的计算提供了一个有效的方法。

微观相场法研究Ni-Al-Fe合金原子间作用势的变化规律

基于微观相场理论,利用Khachaturyan所给原子间作用势与长程序参数关系方程得出L12结构第一近邻原子间作用势推演公式,反演出Ni-Al-Fe合金L12结构第一近邻原子间作用势。反演结果表明,Ni-Al和Ni-Fe第一近邻原子间作用势(即WNi-Al和WNi-Fe)随温度升高而增大。随Al原子浓度增大,WNi-Al增大而WNi-Fe减小,反之亦然。且原子间作用势随温度升高呈线性增大;原子间作用势随原子浓度变化近似呈线性变化。将反演作用势反代入到微观相场方程中得到的原子演化图的晶粒更细,同时其有序结构的有序度会更高。

惰性气体原子间相互作用势比较研究

原子间相互作用势是预测惰性气体输运性质的必要输入条件.文章对描述惰性气体原子间相互作用的Lennard-Jones势、指数排斥势、Hartree-Fock-Dispersion-B(HFD-B)势和唯象势的形式和特点进行了分析.基于Chapman-Enskog方法,计算得到了惰性气体在300—5000 K温度区间内基于四种原子相互作用势的黏性和热导率,并与文献报道的实验和理论计算结果进行了比较.研究结果表明,基于Hartree-Fock排斥理论与色散理论发展起来的HFD-B势能够合理反映惰性气体原子相互作用的趋势与特征,因而可以较好地预测惰性气体的宏观输运性质.

Ⅱ-Ⅵ族化合物中原子间两体及三体相互作用势的理论研究

采用基于密度泛函理论和Hartree-Fork的第一性原理方法,计算了CdS、CdSe、CdTe、HgTe等Ⅱ-Ⅵ族化合物中原子间的两体及三体相互作用势,分析了基组及计算方法的选择对计算结果的影响。采用Lennard-Jones、Born-Mayer和Morse势函数对两体相互作用势进行拟合,得到相应的拟合参数及误差值,结果表明普遍应用于共价分子的Morse势也同样适用于Ⅱ-Ⅵ族原子二聚体。考虑到多体相互作用势必须考虑角度因素,采用Stilling-Weber势函数对三体势进行了拟合研究,结果亦较为理想。

微观相场法反演L1_2结构的原子间相互作用势

基于微观相场理论,根据Khachaturyan的占位几率和能量关系方程,推导出L12结构的第一近邻原子间相互作用势与长程序参数关系的反演方程-4w1η/kBT=In(1-η)[1-c(1+3·η)]/(1+3·η)[1-c(1-η)]根据该方程,只需输入根据相图中L12结构相变点的温度和原子浓度,就可以计算出不同温度和原子浓度下的L12结构的第1近邻原子间相互作用势,计算结果与第1性原理及其他方法计算的值接近;同时在计算过程中发现了L12结构的第1近邻原子间相互作用势在析出L12相的相图范围内随温度和原子浓度变化。

原子间相互作用势对δ'相在过渡区沉淀影响的计算机研究

基于离散格点形式的微扩散方程(Langevin方程)和非平衡自由能函数,编制了引入原子间相互作用能变化的Al_3Li(δ′)相沉淀原子层面计算机模拟程序。该程序包容亚稳区到失稳区的全部温度、成分范围,孕育期至粗化的全过程,可以处理与时间相关的过程问题,开展了不同原子间相互作用势下原子图像、序参数的计算机模拟,进而探讨了最近邻原子相互作用能(W_1)对Al_3Li相沉淀的影响机制,探明过渡区合金,随W_1的增大,Al_3Li相沉淀的孕育期缩短,形核率增加,合金有序化速度和原子簇聚速度加快,在所研究的时间范围内达到的长程序参数和成分偏离序参数最大值增大。W_1的增大促进Al_3Li相以失稳分解形式析出。

金属及合金中的原子间相互作用势

对金属中原子间相互作用势的研究及发展概况做了综合评述.介绍了在各种金属及合金中各种势函数的应用范围以及存在的问题,总结了近年来金属合金中原子间相互作用势的应用情况,在此基础上讨论了金属中原子间相互作用势的发展方向.

Ga稳定δ-Pu合金中原子间作用势的从头算(英文)

为了对δ相Ga稳定Pu合金中自辐射效应进行分子动力学仿真,本文根据原子分子反应静力学原理,将Pu,Ga和He原子的7Fg(9Fg),2Pu(4Pu)和1Sg(3Sg)分别分解为Pu2(D∞h),PuGa(C∞v),Ga2(D∞h),PuHe(C∞v),GaHe(C∞v),He2(D∞h)的直和,通过直积和约化获得所有可能的电子状态。在Pu原子的相对论有效原子实势(RECP),Ga原子和He原子的6-311G*全电子基组下,采用Becke-杂化泛函(B3LYP)对Pu-Pu,Pu-Ga,Pu-He,Ga-Ga,Ga-He和He-He势能进行从头算。获得了相应分子的原子间作用势,以及各个分子基态的电子状态。

钠原子与氖、氩、氪和氙原子间相互作用势的面积分方法计算

将面积分方法（ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｉｎｔｅｇｒａｌｍｅｔｈｏｄ）推广，计算了基态ＮａＮｅ、ＮａＡｒ、ＮａＫｒ和ＮａＸｅ的ｖａｎｄｅｒＷａａｌｓ势能曲线，所得势阱的位置和深度与实验值和别的理论计算结果符合得相当好。说明此方法可进一步用于计算所有的碱金属原子与惰性气体原子间的相互作用势。

Ni-Al-Cr原子间近邻作用势及沉淀过程的相场法模拟

基于微观相场理论研究了不同原子间近邻作用势(W)对Ni-Al-Cr合金析出过程和微观结构的影响。根据原子间近邻作用势与长程序参数方程的L10、L12和D022相的原子间近邻作用势公式,计算出Ni-Al-Cr合金的L10、L12和D022相的不同原子间近邻作用势。结果表明:随着温度的增长/减小,原子间近邻作用势近似呈线性增长/减小;随着溶质原子浓度的增长以及长程序参数的增大,原子间近邻作用势均呈上升趋势;Ni-Al、Ni-Cr、Cr-Al原子间近邻作用势的变化对L10、L12和D022析出相的沉淀形貌和体积分数的影响也各不相同:Ni-Al的第二近邻作用势的变化对于沉淀形貌和体积分数几乎无影响,而Ni-Cr第四近邻作用势的变化对沉淀形貌和体积分数的影响非常大。同时发现与其他方法相比,所得不同原子间近邻作用势结果近似,且沉淀形貌与实验结果吻合。

冷碱金属原子间相互作用势的研究

近年来,研究冷和超冷原子碰撞已经由相同原子扩展到了异核原子领域。针对^(113)Cs和^(85)Rb原子的碰撞,构建了两种异核原子间相互作用势,这两种势有相同的相移。另外,对^(39)K原子间相互作用势进行实验和理论上的研究,构建了目前为止最精确的相互作用势能曲线。基于构建的势能曲线,并对^(133)Cs和)^(85)Rb原子以及两^(39)K原子间的冷和超冷碰撞特性进行了详细的研究,得到了非常满意的结果。

获取复杂材料原子间作用势的新方法及对金属间化合物研究的应用

本文中,我们用新的晶格反演方法获得了系列原子间相互作用势;用晶格反演方法改进EAM(Embedded Atom Method,嵌入原子方法)势,并对晶格反演EAM势和多重晶格反演EAM势进行了探索,对Ni-Al、Fe-Al、Co-Al、Ti-Al等二元合金的力学及热力学性质进行了原子级模拟计算。我们采用晶格反演方法获得层状材料的层间势,重点对石墨烯材料进行了研究。同时,我们用第三类晶格反演方法获得各种金属/化合物界面原子相互作用势并进行了系列性应用,并利用晶格反演对势在金属间化合物中进行应用拓展,对重要的稀土和锕系金属间化合物的结构和热力学性质进行了原子级模拟计算。这对含有无序子晶格结构体系的处理提供了新的方法。

基于第一性原理计算的C、Si、Ge的原子间相互作用势及晶格动力学

运用第一原理赝势技术 ,计算了金刚石结构晶体 C、Si、Ge的结合能曲线以及总能随晶格畸变的变化 .根据陈氏三维晶格反演得到了 C- C、Si- Si、Ge- Ge的原子间相互作用对势 ;根据弹性系数的计算结果 ,确定了原子间相互作用的 MSW(m odified Stillinger- Weber)三体势参数 ;晶格动力学的计算结果和实验结果能够较好地符合 .给出了一种基于第一性原理的计算、无参数调节地确定原子间相互作用势的技术路线 。

原子间相互作用势对中Al浓度Ni_(75)Al_xV_(25-x)合金沉淀序列的影响

基于微观相场模型与反演算法,研究了中Al浓度及温度对Ni_(75)Al_xV_(25-x)合金沉淀过程的影响:在相同浓度下, L1_2与DO_(22)结构的第一近邻原子间相互作用势随温度升高呈线性增加,两者呈正比的关系;但在同一温度下, L1_2(DO_(22))结构的第一近邻原子间相互作用势随Al原子浓度的增加而增加(减少).同时将反演得出的原子作用势代入微观相场模拟中,探讨中Al浓度合金沉淀序列与原子作用势的关系,即当L1_2的第一近邻原子间相互作用势大于(小于) DO_(22)时, L1_2(DO_(22))优先析出;当L1_2和DO_(22)的第一近邻原子间相互作用势相等时,两者同时析出.特别地,当Al原子的浓度等于0.0589时,发现L1_2和DO_(22)同时析出.利用微观相场法反演原子间相互作用势,为判断中Al浓度合金的沉淀序列增加了可信度.

Ⅱ-Ⅵ族化合物原子间两体势的第一性原理研究

本文采用基于第一性原理的Hartree-Fork(HF)方法和密度泛函理论(DFT)计算了CdS、CdSe、CdTe、HgTe等Ⅱ-Ⅵ族化合物的两体相互作用势,并与实验数据进行了比较.分析了计算中基组对计算结果的影响,以及各种近似方法的优缺点.采用Lennard-Jones势、Born-Mayer势和Morse势函数分别对势能值进行拟合,结果表明采用Morse势拟合的势能曲线与计算结果符合最好,说明普遍应用于共价分子的Morse势也同样适用于对Ⅱ-Ⅵ族二聚体的两体势描述.

金属的原子间多体势模型及其拟合方法

在本文中,我们构造了金属Ta元素的Finnis-Sinclair型的嵌入原子势。并采用蒙特卡罗方法求解给出了此元素的多体势函数的参数。结果显示,本文拟合的参数能够较好的反映这种元素的结构特征和物理性质。

原子间相互作用势库及其在材料模拟设计中的应用

本实验室经过多年努力,运用以虚拟结构和数论方法为基础的晶格反演理论,通过一系列的第一性原理能带计算,建立起有明显中国特色的、具有一定规模的有效的原子间相互作用势库,成为在原子级尺度上进行材料模拟设计的有力工具。几年来采用了多种第一性原理能带计算方法计算各种材料的结合能曲线,包括LAPW方法、点缀球面波(ASW)方法、正则守恒赝势及超软赝势法等。通过大规模能带计算,得到各种材料详尽的结合能曲线。依据从晶体结合能曲线到原子间对势的陈氏反演定则,得出SC、BCC、FCC、HCP、Ll_2、Ll_0、B_2、DO_3、Diamond、α ZnS、β ZnS、NaCl型等多种晶体结构的反演系数。

金属Cu、Ag、Au原子间势函数的密度泛函理论研究

根据密度泛函理论(DFT)发展了直接计算得到原子间势函数的方法,计算了Cu、Ag、Au的原子间相互作用,讨论了密度泛函势(DFP)和相关文献中势函数的差别,比较了几种计算方法对结合能、空位形成能、平衡距离及力学性质的影响。DFP计算依据密度泛函理论,综合考虑了键角、键方向性、背景电势、电子云分布、键合力和系统总能量等特点,根据Morse函数拟合得到势函数曲线。计算结果表明面心立方结构Cu、Ag、Au的平衡距离依次为:0.2554、0.2887、0.2884 nm;结合能为:-3.83、-3.015、-3.551 eV。对力学性质的计算表明,DFP的计算精度与相关文献吻合较好,其存在的不足还有待于交换相关能的精确表达式进一步提出来进行改进。DFP的计算简洁,较其它多体势及经验势函数的计算方法相对简单和容易,有望发展为新的势函数求法,为解决复杂体系分子动力学的相关研究提供一条行之有效的方法。

凝聚态物质计算和模拟中使用的相互作用势

原子间相互作用势是凝聚态物质在原子尺度上进行计算机模拟的基础,特别是用分子动力学和Monte Carlo方法对凝聚态物质的性质和过程进行模拟时,合适的原子间相互作用势是得到有意义的结果的前提和条件．可依据不同类型的相互作用如共价键、离子键、金属键和Van der Waals力等构建不同类型的原子间相互作用势,而且同一类型的相互作用也因所处理的性质或过程(如体积、表面、团簇、缺陷等)不同所采用的形式也不相同,这样就构建了大量的各种形式的原子间相互作用势．本文对凝聚态的计算机模拟中常用的原子间相互作用势进行分类介绍和简要的评述．

微观相场法反演Ni_(0.75)Al_xV_(0.25-x)合金的原子间相互作用势

采用微观相场法,利用Khachaturyan所给原子间相互作用势与长程序参数关系方程,计算出Ni_(0.75)Al_xV_(0.25-x)合金L1_0、L1_2和DO_(22)相第一近邻原子间相互作用势,并用计算的原子间相互作用势模拟了Ni_(0.75)Al_xV_(0.25-x)合金沉淀过程以及最终形貌。计算结果表明,L1_0、L1_2和DO_(22)相第一近邻原子间相互作用势随温度增大而增大,随浓度增大而增大,且计算得到的随温度和浓度变化的原子间相互作用势与之前的实验值符合较好。计算的原子间相互作用势的模拟结果能依次得到预析出相L1_0、稳定相L1_2和第二相DO_(22),且合金沉淀形貌与实验结果吻合。相场法反演原子间相互作用势,拓宽了相场法在合金设计中的应用范围。