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载能氢同位素原子与石墨(001)面碰撞的分子动力学研究

孙继忠 张治海 刘升光 王德真

载能氢同位素原子与石墨(001)面碰撞的分子动力学研究

孙继忠, 张治海, 刘升光, 王德真
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  • 采用分子动力学方法研究了载能H同位素原子与石墨晶体碰撞的同位素效应. 碳氢系统的强共价键作用和石墨层间的弱van der Waals力分别用REBO和Ito半经验势函数来描述. 研究发现: 随着入射原子质量的增加, 上表面吸附几率和反射几率的峰值都会向高能区移动; 相比于H, 2H入射原子, 3H入射原子具有较高的吸附几率——包括上表面吸附和内部吸附; 穿透石墨晶体, 2H, 3H原子所需的能量较高; 原子质量和原子入射能量都会影响入射粒子与不同石墨层之间的能量传递过程. 这些结果对理解碳基材料的3H滞留机制有重要意义.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(批准号: 2008CB717801, 2010CB832901) 和中央高校基本科研业务费专项资金资助(DUT10ZD111)资助的课题.
    [1]

    Roth J, Garcia-Rosales C 1996 Nucl. Fusion 36 1647

    [2]

    Liu S G, Sun J Z, Dai S Y, Stirner T,Wang D Z 2010 J. Appl. Phys.108 073302

    [3]

    Janeschitz G, Borrass K, Federici G, Igitkhanov Y, Kukushkin M,Pacher H D, Pacher GW, Sugihara M 1995 J. Nucl. Mater. 220 73

    [4]

    Li Q C, Zheng Y Z, Cheng F Y, Deng X B, Deng D S, You P L,Liu G A, Chen X D 2001 Acta Phys. Sin. 50 507 (in Chinese) [李齐良, 郑永真, 程发银, 邓小波, 邓冬生, 游佩林, 刘贵昂,陈向东 2001 物理学报 50 507]

    [5]

    Tanabe T, Masaki K, Sugiyama K, Yoshida M 2009 Phys. Scr.T138 014006

    [6]

    Alimov V Kh, Roth J 2007 Phys. Scr. T128 6

    [7]

    Salonen S, Nordlund K, Keinonen J, Wu C H 2001 Phys. Rev. B63 195415

    [8]

    Sun J Z, Li S Y, Stirner T, Chen J L,Wang D Z 2010 J. Appl. Phys.107 113533

    [9]

    Mech B V, Haasz A A, Davis J W 1998 J. Nucl. Mater. 255 153

    [10]

    Wang Z X, Yu G Q, Ruan M L, Zhu F Y, Zhu D Z, Pan H C, Xu HJ 2000 Acta Phys. Sin. 49 1524 (in Chinese) [王震遐, 俞国庆, 阮美龄, 朱福英,朱德彰, 潘浩昌, 徐洪杰 2000 物理学报 49 1524]

    [11]

    Hu X J, Dai Y B, He Y X, Shen H S, Li R B 2001 Acta Phys. Sin.51 1388 (in Chinese) [胡晓君,戴永兵, 何贤昶, 沈荷生, 李荣斌 2001 物理学报 51 1388]

    [12]

    Li R, Hu Y Z, Wang H, Zhang Y J 2006 Acta Phys. Sin. 55 5455(in Chinese) [李瑞, 胡元中, 王慧, 张宇军 2006物理学报 55 5455]

    [13]

    Ito A, Nakamura H 2008 Commun. Comput. Phys. 4 592

    [14]

    Ito A, Nakamura H 2006 J. Plasma Phys. 72 805

    [15]

    Ito A, Nakamura H, Takayama A 2007 arXiv: 0703377 [condmat]

    [16]

    Ito A, Wang Y, Irle S, Morokuma K, Nakamura H 2009 J. Nucl.Mater. 390 183

    [17]

    Salonen S, Nordlund K, Keinonen J,Wu C H 2001 J. Nucl. Mater.290 144

    [18]

    Marian J, Zepeda-Ruiz L A, Couto N, Bringa E M, Gilmer G H,Stangeby P C, Rognlien T D 2007 J. Appl. Phys. 101 044506

    [19]

    Li S Y, Sun J Z, Zhang Z H, Liu S G, Wang D Z 2011 Acta Phys.Sin. 60 057901 (in Chinese) [李守阳,孙继忠, 张治海, 刘升光, 王德真 2011 物理学报 60 057901]item Zhang Z H, Sun J Z, Liu S G, Wang D Z 2012

    [20]

    Zhang Z H, Sun J Z, Liu S G, Wang D Z 2012 Acta Phys. Sin. 61047901 (in Chinese) [张治海,孙继忠, 刘升光, 王德真 2012 物理学报 61 047901]

    [21]

    Brenner D W, Shenderova O A, Harrison J A, Stuart S J, Ni B,Sinnott S B 2002 J. Phys. Cond. Matter 14 783

    [22]

    Tersoff J 1989 Phys. Rev. B 39 5566

    [23]

    Linhard J, Scharff M 1961 Phys. Rev. 124 128

  • [1]

    Roth J, Garcia-Rosales C 1996 Nucl. Fusion 36 1647

    [2]

    Liu S G, Sun J Z, Dai S Y, Stirner T,Wang D Z 2010 J. Appl. Phys.108 073302

    [3]

    Janeschitz G, Borrass K, Federici G, Igitkhanov Y, Kukushkin M,Pacher H D, Pacher GW, Sugihara M 1995 J. Nucl. Mater. 220 73

    [4]

    Li Q C, Zheng Y Z, Cheng F Y, Deng X B, Deng D S, You P L,Liu G A, Chen X D 2001 Acta Phys. Sin. 50 507 (in Chinese) [李齐良, 郑永真, 程发银, 邓小波, 邓冬生, 游佩林, 刘贵昂,陈向东 2001 物理学报 50 507]

    [5]

    Tanabe T, Masaki K, Sugiyama K, Yoshida M 2009 Phys. Scr.T138 014006

    [6]

    Alimov V Kh, Roth J 2007 Phys. Scr. T128 6

    [7]

    Salonen S, Nordlund K, Keinonen J, Wu C H 2001 Phys. Rev. B63 195415

    [8]

    Sun J Z, Li S Y, Stirner T, Chen J L,Wang D Z 2010 J. Appl. Phys.107 113533

    [9]

    Mech B V, Haasz A A, Davis J W 1998 J. Nucl. Mater. 255 153

    [10]

    Wang Z X, Yu G Q, Ruan M L, Zhu F Y, Zhu D Z, Pan H C, Xu HJ 2000 Acta Phys. Sin. 49 1524 (in Chinese) [王震遐, 俞国庆, 阮美龄, 朱福英,朱德彰, 潘浩昌, 徐洪杰 2000 物理学报 49 1524]

    [11]

    Hu X J, Dai Y B, He Y X, Shen H S, Li R B 2001 Acta Phys. Sin.51 1388 (in Chinese) [胡晓君,戴永兵, 何贤昶, 沈荷生, 李荣斌 2001 物理学报 51 1388]

    [12]

    Li R, Hu Y Z, Wang H, Zhang Y J 2006 Acta Phys. Sin. 55 5455(in Chinese) [李瑞, 胡元中, 王慧, 张宇军 2006物理学报 55 5455]

    [13]

    Ito A, Nakamura H 2008 Commun. Comput. Phys. 4 592

    [14]

    Ito A, Nakamura H 2006 J. Plasma Phys. 72 805

    [15]

    Ito A, Nakamura H, Takayama A 2007 arXiv: 0703377 [condmat]

    [16]

    Ito A, Wang Y, Irle S, Morokuma K, Nakamura H 2009 J. Nucl.Mater. 390 183

    [17]

    Salonen S, Nordlund K, Keinonen J,Wu C H 2001 J. Nucl. Mater.290 144

    [18]

    Marian J, Zepeda-Ruiz L A, Couto N, Bringa E M, Gilmer G H,Stangeby P C, Rognlien T D 2007 J. Appl. Phys. 101 044506

    [19]

    Li S Y, Sun J Z, Zhang Z H, Liu S G, Wang D Z 2011 Acta Phys.Sin. 60 057901 (in Chinese) [李守阳,孙继忠, 张治海, 刘升光, 王德真 2011 物理学报 60 057901]item Zhang Z H, Sun J Z, Liu S G, Wang D Z 2012

    [20]

    Zhang Z H, Sun J Z, Liu S G, Wang D Z 2012 Acta Phys. Sin. 61047901 (in Chinese) [张治海,孙继忠, 刘升光, 王德真 2012 物理学报 61 047901]

    [21]

    Brenner D W, Shenderova O A, Harrison J A, Stuart S J, Ni B,Sinnott S B 2002 J. Phys. Cond. Matter 14 783

    [22]

    Tersoff J 1989 Phys. Rev. B 39 5566

    [23]

    Linhard J, Scharff M 1961 Phys. Rev. 124 128

  • [1] 张治海, 孙继忠, 刘升光, 王德真. 载能氢原子与石墨(001)面碰撞过程中的能量传递行为的分子动力学研究. 物理学报, 2012, 61(4): 047901. doi: 10.7498/aps.61.047901
    [2] 韩同伟, 贺鹏飞. 石墨烯弛豫性能的分子动力学模拟. 物理学报, 2010, 59(5): 3408-3413. doi: 10.7498/aps.59.3408
    [3] 李艳茹, 何秋香, 王芳, 向浪, 钟建新, 孟利军. 金属纳米薄膜在石墨基底表面的动力学演化. 物理学报, 2016, 65(3): 036804. doi: 10.7498/aps.65.036804
    [4] 黄良锋, 李延龄, 倪美燕, 王贤龙, 张国仁, 曾雉. 氢掺杂单层石墨体系的晶格动力学研究. 物理学报, 2009, 58(13): 306-S312. doi: 10.7498/aps.58.306
    [5] 李守阳, 孙继忠, 张治海, 刘升光, 王德真. 单空位缺陷对载能氢原子与石墨层间碰撞的能量交换的影响的分子动力学研究. 物理学报, 2011, 60(5): 057901. doi: 10.7498/aps.60.057901
    [6] 都有为, 王志明, 倪刚, 邢定钰, 徐庆宇. 高度取向石墨的巨磁电阻效应. 物理学报, 2004, 53(4): 1191-1194. doi: 10.7498/aps.53.1191
    [7] 郭龙婷, 孙继忠, 黄艳, 刘升光, 王德真. 低能氢粒子沿不同角度轰击钨(001)表面的反射概率及入射深度分布的分子动力学研究. 物理学报, 2013, 62(22): 227901. doi: 10.7498/aps.62.227901
    [8] 陈永军, 赵汝光, 杨威生. 长链烷烃和醇在石墨表面吸附的扫描隧道显微镜研究. 物理学报, 2005, 54(1): 284-290. doi: 10.7498/aps.54.284
    [9] 冯培培, 吴寒, 张楠. 超短脉冲激光烧蚀石墨产生的喷射物的时间分辨发射光谱研究. 物理学报, 2015, 64(21): 214201. doi: 10.7498/aps.64.214201
    [10] 史云胜, 刘秉琦, 杨兴, 董华来. 微米级超润滑石墨接触面的表征与分析. 物理学报, 2016, 65(23): 234601. doi: 10.7498/aps.65.234601
    [11] 许素娟, 王 彪, 门守强, 陆坤权. TiO2包覆石墨颗粒/硅油电流变液的研究. 物理学报, 2000, 49(11): 2176-2179. doi: 10.7498/aps.49.2176
    [12] 章林溪, 温晓会. 打结高分子链穿孔行为的研究. 物理学报, 2010, 59(10): 7404-7409. doi: 10.7498/aps.59.7404
    [13] 应阳君, 许海波, 余波. 中子半影成像的两种非线性重建方法研究. 物理学报, 2010, 59(8): 5351-5357. doi: 10.7498/aps.59.5351
    [14] 陈祥磊, 孔 伟, 翁惠民, 叶邦角. 碳同素异形体中的正电子理论. 物理学报, 2008, 57(5): 3271-3275. doi: 10.7498/aps.57.3271
    [15] 李宝兴, 叶美英, 褚巧燕, 俞 健. 玻璃微流控芯片表面改性的微观机理研究. 物理学报, 2007, 56(6): 3446-3452. doi: 10.7498/aps.56.3446
    [16] 程玉民, 袁剑辉. 单壁碳纳米管杨氏模量的掺杂效应. 物理学报, 2007, 56(8): 4810-4816. doi: 10.7498/aps.56.4810
    [17] 朱亚波, 鲍振, 杨玉杰, 蔡存金. 模拟研究碳纳米管的热稳定性质. 物理学报, 2009, 58(11): 7833-7837. doi: 10.7498/aps.58.7833
    [18] 刘娜娜, 孙建林, 夏垒, 曾颖峰. 缓蚀剂在铜表面吸附行为的研究. 物理学报, 2013, 62(20): 203102. doi: 10.7498/aps.62.203102
    [19] 黄德财, 陈伟中, 杨安娜, 孙敏, 胡凤兰, 赵敏. 孤立波在一维复合颗粒链中传播特性的模拟研究. 物理学报, 2014, 63(15): 154502. doi: 10.7498/aps.63.154502
    [20] 孔浩, 刘新国, 许文武, 梁景娟, 张庆刚. He+H+2及其同位素取代反应的立体动力学研究. 物理学报, 2009, 58(10): 6926-6931. doi: 10.7498/aps.58.6926
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-05-26
  • 修回日期:  2011-07-11
  • 刊出日期:  2012-03-05

载能氢同位素原子与石墨(001)面碰撞的分子动力学研究

  • 1. 大连理工大学物理与光电工程学院, 大连 116024
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(批准号: 2008CB717801, 2010CB832901) 和中央高校基本科研业务费专项资金资助(DUT10ZD111)资助的课题.

摘要: 采用分子动力学方法研究了载能H同位素原子与石墨晶体碰撞的同位素效应. 碳氢系统的强共价键作用和石墨层间的弱van der Waals力分别用REBO和Ito半经验势函数来描述. 研究发现: 随着入射原子质量的增加, 上表面吸附几率和反射几率的峰值都会向高能区移动; 相比于H, 2H入射原子, 3H入射原子具有较高的吸附几率——包括上表面吸附和内部吸附; 穿透石墨晶体, 2H, 3H原子所需的能量较高; 原子质量和原子入射能量都会影响入射粒子与不同石墨层之间的能量传递过程. 这些结果对理解碳基材料的3H滞留机制有重要意义.

English Abstract

参考文献 (23)

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