納米結(jié)構(gòu)及其相變的第一性原理計算研究.pdf

1、第一性原理的分子動力學方法成為計算材料科學中研究原予分子尺度現(xiàn)象的重要工具，本文通過這一方法并結(jié)合新發(fā)展出的針對有限體系的等壓分子動力學研究了碳納米管及硅團簇在外壓下的動力學性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)了壓強導致的結(jié)構(gòu)相變。對于碳納米結(jié)構(gòu)儲氫，我們提出了一種利用石墨層特殊結(jié)構(gòu)米束縛氫分子形成所謂的三明治結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)在一定的壓強下氫分子可以穩(wěn)定的且有序的存存于石墨層間。在團簇結(jié)構(gòu)方面，我們通過第一性的動力學模擬和優(yōu)化，預測了Au32在零溫基態(tài)時具有Ih高對稱

2、的籠子結(jié)構(gòu)，而在考慮了實際的實驗溫度時，其穩(wěn)定結(jié)構(gòu)可能是一類內(nèi)部有3個金原子對稱性較低的類籠子結(jié)構(gòu)，并與實驗的光電子譜相符。對于更大Au55表現(xiàn)為一種較為無序的結(jié)構(gòu)，而不是形成金屬55團簇常有的I^密積結(jié)構(gòu)，同時也計算Au56—58的結(jié)構(gòu)，并與金的同族元素銀、銅進行了比較。總體來看，金本身由于具有較強的相對淪效應(yīng)，其團簇的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出一種趨向低近鄰數(shù)的特征，而不像普通金屬形成盡量密積的結(jié)構(gòu)。我們還通過第一性原理分子動力學計算討論了AlSi