锗纳米晶体团簇形成的量子点

采用氧化和析出的方法在氧化硅中凝聚生成锗纳米晶体量子点结构。其形成的锗晶体团簇没有突出的棱角和支晶结构,锗晶体团簇的轮廓较圆混,故可以用球形量子点模型来模拟实际的锗晶体团簇。对比了在高温(800℃-1000℃)条件下和在低温(400℃-600℃)用激光照射条件下所生成的锗纳米晶体结构的PL光谱和对应的锗纳米晶体团簇的尺寸分布。高温条件下生成的锗纳米晶体较小(3nm-4nm),低温用激光照射条件下所生成的锗纳米晶体较大(4nm-5nm);其分布结构显示某些尺寸的锗纳米晶体团簇较稳定(3.32nm、3.54nm、3.76nm、3.98nm、4.17nm、4.35nm和4.62nm等),适当的氧化条件可以得到尺寸分布范围较窄的锗纳米晶体团簇。用量子点受限模型计算了锗纳米晶体团簇的能隙结构,用MonteCarlo方法模拟了PL光谱和对应的锗纳米晶体团簇的尺寸分布,分别与实验结果吻合较好。

团簇连接对Cu10Ag90快速凝固中晶体结构的影响

快速凝固得到的晶体通常都会形成多种孪晶结构,但其成因一直是一个谜.本文采用分子动力学模拟Cu10Ag90合金在0、20和40 GPa压强下的快速凝固过程,分别形成了五重孪晶、层片状孪晶和复杂晶体,通过最大标准团簇方法(LaSCA)分析了短程有序结构的演变和晶体团簇之间的连接形式.结果发现,结晶转变温度Tc随着压强的增大而升高,平均原子势能也随之增加.非晶共有近邻子团簇(CNS)会在温度降至Tc时转变为晶体CNS,同时晶体团簇数量急剧增加,结构有序度提升.此外,通过分析晶体团簇之间的连接方式发现,五重孪晶中心团簇截边十面体(tDh)只能与具有相同S422的HCP相连形成五重孪晶轴;FCC与HCP有相同的S421,但只能以彼此的顶层或者底层原子作为彼此的中心原子连接形成层片状结构;BCC与FCC、HCP虽然没有共同的CNS,但是可以通过D-S6结构及其变形体连接,其连接方式的多样性是形成复杂晶体的主要原因.这些结果为研究晶体结构不同排列方式提供了新的理解.

氧化硅层中的锗纳米晶体团簇量子点

采用氧化和析出的方法在氧化硅中凝聚生成锗纳米晶体量子点结构.其形成的锗晶体团簇没有突出的棱角和支晶结构,锗晶体团簇的轮廓较圆混,故可以用球形量子点模型来模拟实际的锗晶体团簇.对比了在长时间退火氧化条件下和在短时间退火用激光照射氧化条件下所生成的锗纳米晶体结构的PL光谱和对应的锗纳米晶体团簇的尺寸分布.短时间退火氧化条件下生成的锗纳米晶体较小(3·28—3·96nm),长时间退火用激光照射氧化条件下所生成的锗纳米晶体较大(3·72—4·98nm);其分布结构显示某些尺寸的锗纳米晶体团簇较稳定,适当的氧化条件可以得到尺寸分布范围较窄的锗纳米晶体团簇.用量子点受限模型计算了锗纳米晶体团簇的能隙结构,用MonteCarlo方法模拟了PL光谱和对应的锗纳米晶体团簇的尺寸分布,分别与实验结果符合较好.

银凝固过程中亚临界晶核和晶体团簇的分子动力学模拟

用分子动力学模拟方法研究了冷却速度对银最终构型的影响规律.通过分析银的径向分布函数、HA键对和最大晶体团簇中的原子数,确定出了银凝固后形成非晶的冷却速度.在此基础上,研究了周期性边界条件下银在凝固过程中亚临界晶核和晶体团簇的平衡结构.结果表明:在一定的冷却速度范围内,银熔体凝固后得到的组织是晶体团簇与非晶的混合体,最大晶体团簇尺寸随冷速的增加而减小,当冷速达到一个临界值时,晶体团簇完全消失.银熔体在凝固过程中的晶体团簇及结晶后的晶体是由面心立方和密排六方构成的层状偏聚结构.该层状偏聚结构起源于熔体中的晶胚,在形核阶段就已经生成,并非在生长阶段才开始产生.

冷速对Au熔体凝固组织影响的分子动力学模拟

为了研究液态金属Au凝固后微观结构随冷速的变化规律,通过分子动力学方法模拟液态金属Au的凝固组织,利用径向分布函数和HA键型指数法对最终构型进行分析.模拟结果表明:冷速在1.0×10^(11.0)~1.0×10^(14.5) K·s^(-1)之间时,Au熔体凝固后形成由晶体结构和非晶态结构组成的混合组织;冷速大于1.0×10^(14.5) K·s^(-1)时,凝固后形成非晶态组织.最大晶体团簇中,FCC结构原子随着冷速的增加而变少,HCP结构原子数量随着冷速的增加先增多后减少.

Mg熔体凝固过程中的分子动力学模拟

为了研究Mg熔体凝固过程中晶体团簇和扩散系数的变化规律,采用分子动力学模拟方法研究了冷却速度对Mg熔体最终构型的影响规律,通过分析Mg熔体的径向分布函数、H-A键对分析和最大晶体团簇中的原子数,确定出Mg熔体凝固后获得理想非晶的冷却速度,最后对不同初始温度和不同保温温度下Mg熔体的扩散系数进行了研究.模拟结果表明当冷速小于等于1.0×10^(11.0) K·s^(-1)时,Mg熔体凝固后形成晶态组织,具有fcc结构;当冷速大于等于1.0×10^(12.5) K·s^(-1)时,Mg熔体凝固后形成非晶态组织;当冷速在1.0×10^(11.0) K·s^(-1)到1.0×1012.5 K·s^(-1)之间时,Mg熔体凝固后形成晶态结构和非晶态结构组成的混合组织,由fcc和hcp结构层状镶嵌排列构成.在同一保温温度下,Mg熔体的扩散系数随着保温时间的延长而减小,随着保温温度的降低,熔体中原子的均方位移逐渐减小;随着初始温度的不断升高,Mg熔体开始降温时的均方位移增加较快,随着降温过程的进行,温度越低均方位移的变化幅度越小,扩散系数也随之减小,当时间足够长时,均方位移不再变化,此时,扩散系数不再随着初始温度的改变而改变.

NaF中F心的从头计算

在G94基础上提出了一种团簇嵌入晶格技术 ,并对NaF中F心缺陷进行了研究 .团簇中的电子和核都处于周围无限大晶格产生的库仑场中 ,相应的Hartree Fock算符进行了修改 .计算出的F心光学激发能与实验值符合得较好 ,说明了此种嵌入技术是切实可行的 .

Ni熔体凝固过程中临界晶核和亚临界晶核的分子动力学模拟

本文用分子动力学模拟研究了Ni熔体以不同冷速凝固后微观结构的演变规律,并通过理论计算确定出了Ni熔体凝固后获得理想非晶的临界条件.模拟结果发现冷速小于1011K/s时,Ni熔体凝固后形成晶态组织;冷速在1011K/s到1014.5K/s之间时,Ni熔体凝固后形成由晶态结构与非晶态结构组成的混合组织.冷速小于1010K/s,Ni熔体凝固后形成的晶态组织具有fcc结构;冷速在1010K/s到1014.5K/s之间时,Ni熔体凝固后组织中的晶态由fcc和hcp结构层状镶嵌排列构成.通过分析模拟结果和计算结果,确定出了Ni熔体凝固后形成理想非晶的临界冷速为1014.5K/s.并发现Ni熔体中临界晶核(冷速等于1014.5K/s)和亚临界晶核(冷速大于1014.5K/s)均由fcc和hcp组成层状偏聚结构,这表明Ni熔体中生长的晶体、临界晶核和晶胚的结构是相同的.