计及次近邻原子作用平面正三角晶格振动的色散关系

采用晶格动力学理论推导了计及次近邻原子作用下平面正三角晶格振动的色散关系,得到第一布里渊区中三种特殊对称方向的色散关系表达式;每一对称方向有两支声学波,其中Γ-M和Γ-K方向有一支纵波和一支横波,且纵波的频率高于横波的频率,而M-K方向两支声学波既非纵波、又非横波.探讨了次近邻原子作用对色散关系的影响,结果表明:在缺乏次近邻原子作用下,最近邻原子间作用足够在整个第一布里渊区产生振动频谱;随着次近邻原子间作用的增强,声子频率不断增大,Γ-M和M-K方向两声学支的频率间隙不断减小,Γ-K方向部分横波声子频率逐渐趋近于最近邻原子作用下的纵波声子频率,而其纵波声子频率的极大值显著增大.次近邻原子之间的相互作用对色散关系有显著的影响,但是声子频率在Γ和K点始终不变并分别简并.

计及次近邻作用二维单原子正方晶格振动的色散关系

基于晶格动力学理论推导了计及次近邻原子作用下二维单原子正方晶格振动的色散关系,得到第一布里渊区中3种特殊对称方向的色散关系表达式,每一对称方向仅有两支声学波.分析讨论次近邻原子间作用对色散关系的影响,结果表明:在缺乏次近邻原子作用下Γ-X方向横波频率为零,X-M方向高频声学波是无色散的,Γ-M方向纵波与横波简并;随着次近邻原子间作用的增强,Γ-X和X-M方向声子频率增大,Γ-M方向纵波频率也增大,并且当4γ2>γ1时纵波频率出现极大值,而其横波频率不变,但是Γ点和M点声子频率始终不变并分别简并.

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。

FeZrB（Cu）系纳米晶软磁合金原子近邻结构的EXAFS研究

本文用EXAFS方法研究了Fe85Zr9B6和Fe84Zr9B6Cul合金退火过程中Fe和Zr原子近邻配位结构的变化。表明在823K以下整个退火过程中Zr原子始终存在于非晶相中，没有进入晶化相。晶化相为bccα－Fe。Cu的加入降低了晶化温度。

二维双原子正方晶格振动的色散关系

利用晶格动力学理论推导了二维双原子正方晶格振动的色散关系表达式,得到第一布里渊区中沿Γ-X、Γ-M和X-M 3种对称方向的声子色散曲线,每一对称方向有四支格波,即两支声学波和两支光学波.讨论了原子质量和次近邻原子间作用对色散关系的影响,结果表明:当两原子质量相等时,3个对称方向的声学波与光学波间无频隙;当两原子质量不等时,声学波与光学波间出现频隙.计及次近邻原子间作用,对Γ点声子频率的大小和简并不影响,两声学模频率为零、两光学模频率简并;对X点声子频率的简并也无影响,但相应频率增大;使M点声子频率的简并度降低,高频声学和光学声子的频率增大,而低频声学和光学声子的频率不变;沿Γ-X方向四支格波仍是非简并的,对应的频率增大,但都表现出色散性;沿Γ-M和X-M方向简并格波的简并度消失,除Γ-M方向低频声学支和光学支频率不变之外,其他格波声子的频率都增大,并且四支格波都表现出色散性.

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.

金刚石中单空位的分子动力学模拟

用分子动力学方法模拟了金刚石中单空位的最近邻原子和次近邻原子的弛豫过程 ,计算所用的碳原子间相互作用势为 Tersoff多体经验势 .结果表明 ,单空位的最近邻原子是向外弛豫的 ,平均弛豫幅度约为 2× 1 0 -2 nm,与 ab- inito方法和团簇理论得到的结果一致 ;次近邻原子在空位产生的瞬间是向内弛豫的 ,然后向内、外弛豫振荡 ,其弛豫的平均效果是向外的 ,平均弛豫幅度约为7× 1 0 -4 nm.空位的产生对最近邻原子的弛豫方向影响较大 ;空位产生后 ,最近邻原子被约束在偏离〈1 1 1〉方向约 0 .1 4°弛豫 .最近邻原子和次近邻原子间的平均键长缩短了约 4× 1 0 -3 nm.

平面正六边形晶格振动的色散关系

基于晶格动力学理论,考虑原子在平面内的中心弹性力作用时,推导了平面正六边形晶格振动的色散关系,得到第一布里渊区中沿Γ-М、М-К和Γ-М三个对称方向的色散关系表达式,沿每一对称方向有四支格波,其中两支声学波和两支光学波。讨论了最近邻原子间作用以及次近邻原子间作用对色散关系的影响。结果表明:只考虑最近邻原子间作用时,Γ点两声学模频率为零、两光学模频率简并,К点高频声学支与低频光学支频率简并,而М点声子频率非简并;沿三个对称方向都存在一支频率为零的声学波和一支频率不变的无色散光学波,并且Γ-М方向的声学波和光学波间具有频隙,另外两个方向的格波间无频隙。当计及次近邻原子间作用时,晶格振动的频率升高,三个对称方向的四支格波都表现出明显的色散性,沿Γ-М方向声学支与光学支间的频隙减小,由此可见次近邻原子间作用对色散关系有显著影响,但是对Γ点声子频率的大小和简并无影响,对К点声子频率的简并也无影响。

Ni60Al20V20中熵合金沉淀过程微扩散相场法模拟

纳米级L12结构的γ′有序相形态、析出过程和原子排布等对镍基中熵合金强化具有重要作用.本文采用微扩散相场动力学模型探究Ni60Al20V20中熵合金沉淀过程微观机理,以原子占据晶格位置的几率为场变量描述微结构变化,结合反演算法,通过分析γ′相和θ相原子图像演化,序参数变化,体积分数变化等,探讨了γ′(Ni3Al)和θ(DO22)有序相的沉淀机制.研究结果表明:Ni60Al20V20中熵合金无序相有序化动力学过程中,L10相和DO22相同时析出,L10相逐渐转变为L12-γ′相,而传统Ni75Al7.5V17.5合金沉淀序列是先析出L10相,L10转变为L12相后,DO22相在L12相的反相畴界处析出.L10向L12转变时,面心立方晶格a位被Ni原子占据,b位被Al原子和V共同占据.原子等成分有序化形成DO22结构q单相有序畴,随后失稳分解;L10结构非经典形核,逐渐转化为L12-γ′相并失稳分解.Ni-Al第一近邻原子间相互作用势随温度线性升高,随长程序参数增加逐渐增加;Ni60Al20V20中熵合金孕育期随温度升高而时间变长.本文研究适用于Ni-Al-V中熵合金设计.

用EXAFS法研究糖尿病人血红蛋白的结构

血红蛋白是血液循环中输送氧的载体。糖尿病病人的血液中糖基化血红蛋白含量增加 ,影响了输氧的能力。我们用EXAFS法测定了正常人、轻度糖尿病病人以及重度糖尿病病人血红蛋白中铁原子的近邻结构。观察了糖尿病与血红蛋白结构的关系。结果表明 ,3种样品中铁原子的配位数和Fe—O键长基本相同 ,但重度糖尿病病人样品的Fe—N键长增加了 0 .0 0 2nm。

FeZrB（Cu）系纳米晶软磁合金原子近邻结构的EXAFS研究

本文用ＥＸＡＦＳ方法研究了Ｆｅ８５Ｚｒ９Ｂ６和Ｆｅ８４Ｚｒ９Ｂ６Ｃｕ１合金退火过程中Ｆｅ和Ｚｒ原子近邻配位结构的变化。表明在８２３Ｋ以下个退火过程中Ｚｒ原子始终存在于非晶相中，没有进入晶化相。晶化相为ｂｃｃａ－Ｆｅ。Ｃｕ的加入降低了晶化温度。

FeZrB（Cu）系纳米晶软磁合金原子近邻结构的EXAFS研究

本文用ＥＸＡＦＳ方法研究了Ｆｅ８５Ｚｒ９Ｂ６和Ｆｅ８４Ｚｒ９Ｂ６Ｃｕ１合金退火过程中Ｆｅ和Ｚｒ原子近邻配位结构的变化。表明在８２３Ｋ以下整个退火过程中Ｚｒ原子始终存在于非晶相中，没有进入晶化相。晶化相为ｂｃｃａ－Ｆｅ。Ｃｕ的加入降低了晶化温度。ＰＡＣＣ，３２２０Ｒ，３３２０Ｒ，６１１０Ｆ，７８７０Ｄ。

薄膜外延生长的计算机模拟

以Cu膜为例 ,用Monte Carlo算法模拟了薄膜生长的随机过程 ,并提出了更加完善的模型 .在合理选择原子间相互作用计算方法的基础上 ,考虑了原子的吸附、在生长表面的迁移及迁移所引起的近邻原子连带效应、从生长表面的脱附等过程 .模拟计算了薄膜的早期成核情况以及表面粗糙度和相对密度 .结果表明 ,随着衬底温度的升高或入射率的降低 ,沉积在衬底上的原子逐步由离散型分布向聚集状态过渡形成一些岛核 ,并且逐步由二维岛核向三维岛核过渡 .在一定的原子入射率下 ,存在三个优化温度 ,成核率最高时的最大成核温度Tn、薄膜的表面粗糙度最低时的生长转变温度Tr,相对密度趋近于 1时的相对密度饱和温度Td.三者均随入射率的对数形式近似线性增大 ,并且基本重合 .同时发现 ,随着入射率的增大相对密度不断减小 ,但是在不同温度区域入射率对早期成核率和表面粗糙度的影响不同 .当温度较低时 ,随着入射率的增大最大成核率基本不变 ,表面粗糙度不断增大 ;当温度较高时 ,随着入射率的增大最大成核率不断增大 ,但表面粗糙度不断减小 .