团簇的简正模式分析及(AgI)6热熔化性质的分子动力学模拟

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团簇因其独特的微观结构的特点和性质以及在制造和发展具有特殊性能的新材料方面的潜在价值,近年来备受研究者的关注。而对团簇相变的研究是团簇科学中一个很重要的领域,它在理解有限体系的特殊热熔化性质方面有着重要的理论与现实意义。分子动力学模拟方法是研究团簇热熔化性质的一个有力工具,它能够给出各种热学量的统计值和原子的运动细节。   本研究分为五个部分:第一章主要介绍了团簇的概念、性质和研究意义;第二章主要介绍了分子动力学模拟方法;第三章介绍了团簇的简正模式理论,进而基于遗传算法结合经验势函数搜索得到的团簇的基态结构,利用编写的碘化银体系简正模式的计算程序,计算了(AgI)n(n=2-5)团簇的简正模式,并给出了(AgI)n(n=2,3)团簇在各简正模式下的振动情况;在第四章中,利用微正则分子动力学方法,模拟了(AgI)6团簇的熔化过程。对于小团簇,分子动力学模拟的结果可能会依赖于初速度的选取。为了解释方均根键长涨落与热容曲线的不一致性,本章用各简正模式产生的初始速度对团簇进行了模拟。研究表明,由于(AgI)6 特殊的结构,其“正面”与“侧面”在一定温度下会出现不断轮换现象,并且每次是哪两个相对“正面”转换为“侧面”并不是确定的,因而方均根键长涨落在中温区出现平台,表现出方均根键长涨落与热容曲线的不一致性。另外,由于简谐振动只是小振动下的近似,当温度升高时,随着时间的推移团簇体系的振动逐渐偏离简谐振动并趋于平衡,做简谐振动的初始速度最终丢失,并做无规则振动,因此不同的初始速度分别给出基本一致的熔化过程。第五章给出了本论文的总结与展望。
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