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贵金属纳米线作为纳米材料家族中的重要一员,具有许多区别于块体或其他低维材料的独特性质。由于具有优异的电、光、磁与热学性能,在催化、传感,微电子器件等方面有着深远的前景,因而备受各国科学家的青睐。目前,制备外形,尺寸可控的纳米线是实验制备的一个重要工作,另外对纳米线稳定性的研究也是应用道路上亟待解决的一个难题。纳米线的尺寸和结构将影响到纳米线的性质,如纳米线的熔化温度随半径的减小而降低,表现出很强的尺寸效应;以及实验和理论上都证明了多壳层螺旋结构的存在。因此,对贵金属纳米线结构,尺寸和热力学性质的研究,将有助于实验上对纳米线构造和制备。本文选取Pt纳米线对贵金属纳米线的结构和热力学性质进行研究,基于Johnson的嵌入原子势函数(EAM),使用分子动力学方法,分别模拟研究了Pt纳米线在不同冷却速率下结构和性质的变化;轴线对应块体不同晶向的Pt纳米线初始构型对模拟结果的影响;以及临界尺度以下,Pt纳米线的奇异结构和稳定性研究。我们模拟得出的主要结果有:⑴Pt纳米线的最终结构是否有序与冷却速率的快慢有关。在非常快的冷却速度下,Pt纳米线的微观结构为非晶态;而随着冷却速度降低,初始晶胞大小为2.5a0×2.5a0×11a0的Pt纳米线的最终结构表现出多壳层螺旋结构。⑵通过对300K时不同冷却速率下的Pt最终纳米线的径向分布函数分析表明,多壳层螺旋结构具有长程无序、短程有序的非晶结构的特点;而当冷却速度为k=5×10125k s时,通过键对分析的结果又表明,体系的有序度随着温度的降低而增加,并有一个明显的转变过程,隐含着体系结构的突变。⑶不同晶向构造的Pt纳米线通过退火模拟后有着大致相似的微结构,且[110]晶向纳米线较[100]、[111]型有更好的结构稳定性和热稳定性。⑷通过对临界尺寸下的Pt纳米线的结构和熔化行为进行分子动力学模拟,得到一系列稳定而规则的自由Pt纳米线奇异结构,计算其各自熔点,发现与Pt纳米线的结构和尺寸密切相关,纳米线的熔点大致随直径的减小而呈降低趋势。⑸为了更进一步描述Pt纳米线的熔化特征及稳定性,我们引入了林德曼指数对纳米线升温过程中的热稳定性进行定量标度。在升温过程中计算出不同纳米线各层上的林德曼指数,发现螺旋结构纳米线的内层指数较高,外层较低,表明这种构型纳米线的熔化是由内向外展开的;而类块体多边形结构的纳米线的熔化进行方向相反。