搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

尺寸效应对Al纳米线凝固行为的影响

周国荣 滕新营 王艳 耿浩然 许甫宁

引用本文:
Citation:

尺寸效应对Al纳米线凝固行为的影响

周国荣, 滕新营, 王艳, 耿浩然, 许甫宁

Size effect on the freezing behavior of aluminum nanowires

Zhou Guo-Rong, Teng Xin-Ying, Wang Yan, Geng Hao-Ran, Hur Bo-Young
PDF
导出引用
  • 结合EAM镶嵌原子作用势, 通过经典的分子动力学模拟研究了不同截面尺寸Al纳米线在两种冷却速率下的凝固行为, 并采用键对分析技术探讨了相变过程中原子团簇的演化情况. 结果表明:Al纳米线的最终结构不仅与冷却速率有关, 还呈现出明显的尺寸效应. 在较快的冷却速率下, 五种截面尺寸的Al纳米线均得到了多壳螺旋结构; 而当冷却速率降低以后, 除了N3纳米线发生了断裂以外, 其余纳米线的结构随着截面尺寸的增加, 逐渐从多壳螺旋结构经由类-六边形多壳结构最终过渡到稳定的晶态结构.
    The freezing behaviors of Al nanowires with different section sizes and cooling rates are studied by using the classic molecular dynamics simulation via embedded atom potentials. In order to invesligate the evolution of the local clusters in the transformation of Al nanowires, the pair analysis technique is employed. The simulation results indicate that the final structure of Al nanowires is strongly affected not only by cooling rate, but also by the size effect during solidification from liquid. At a rapid cooling rate, the final structures are all helical multi-shelled structures. However, at a slower cooling rate, the structure changes from helical multi-shelled to crystalline via near-hexagonal shell structure with the increase of section size except that the thinnest Al nanowires break down.
      通信作者: 周国荣, mse_zhougr@ujn.edu.cn
    • 基金项目: 山东省优秀中青年科学家科研奖励基金(批准号:BS2011CL004) 和山东省重点学科(实验室)基金项目资助的课题.
      Corresponding author: Zhou Guo-Rong, mse_zhougr@ujn.edu.cn
    • Funds: Project supported by the Promotive Research Fund for Excellent Young and Middle-aged Scientist of Shandong Province,China (Grant No.BS2011CL004) and Key Subject (Laboratory) Research Foundation of Shandong Province,China.
    [1]

    Sarkar J,Khan G,Basumallick A 2007 Bull.Mater.Sci.30 271

    [2]

    Tian H C,Liu L,Wen Y H 2010 Acta Phys.Sin.59 1952 (in Chinese) [田惠忱, 刘丽, 文玉华 2010 物理学报 59 1952]

    [3]

    Lu H P,Han M G,Deng L J,Liang D F,Ou Y 2010 Acta Phys.Sin.59 2090 (in Chinese) [陆海鹏, 韩满贵, 邓龙江,梁迪飞, 欧雨 2010 物理学报 59 2090]

    [4]

    Sun W F,Li M C,Zhao L C 2010 Acta Phys.Sin.59 7291 (in Chinese) [孙伟峰,李美成,赵连城 2010 物理学报 59 7291]

    [5]

    Jing Y H,Meng Q Y 2010 Physica B 405 2413

    [6]

    Alavi A,Mirabbaszadeh K,Nayebi P,Zaminpayma E 2010 Comput.Mater.Sci.50 10

    [7]

    Davila L P,Leppert V J,Bringa E M 2009 Scripta Materialia 60 843

    [8]

    Yang Z Y,Lu Z X,Zhao Y P 2009 Comput.Mater.Sci.46 142

    [9]

    Peng C X,Gong J H,Wang L 2009 Comput.Mater.Sci.46 229

    [10]

    Zhang Z N,LiuM L,LiW,Geng C J,Zhao Q,Zhang L 2009 Acta Phys.Sin.58 S067 (in Chinese) [张宗宁,刘美林, 李蔚, 耿长建, 赵骞, 张林 2009 物理学报 58 S067]

    [11]

    Zhou G R,Gao Q M 2005 Solid State Commun.136 32

    [12]

    Zhou G R,Gao Q M 2006 Solid State Commun.138 399

    [13]

    Zhou G R,Gao Q M 2006 Acta Phys.Sin.55 1499 (in Chinese)[周国荣, 高秋明 2006 物理学报 55 1499]

    [14]

    Zhou G R,Li B Q,Geng H R,Teng X Y,Chen G L 2007 Acta Phys.Cham.Sin.23 1071 (in Chinese) [周国荣, 李蓓琪,耿浩然, 滕新营, 陈广立 2007 物理化学学报 23 1071]

    [15]

    Wang B L,Yin S Y,Wang G H 2001 Phys.Rev.Lett.86 2046

    [16]

    Wang B L,Yin S Y,Wang G H,Zhao J J 2001 J.Phys.:Condens.Matter 13 L403

    [17]

    Wang B L,Wang G H,Zhao J J 2002 Phys.Rev.B 65 235406

    [18]

    Li H,Pederiva F,Wang G H,Wang B L,2003 Chem.Phys.Lett.381 94

    [19]

    Li H,Pederiva F,Wang G H,Wang B L 2004 J.Appl.Phys.96 2214

    [20]

    Voter A F,Chen S P 1987 Mat.Res.Soc.Symp.Proc.82 175

    [21]

    Li L,Shao J L,Duan S Q,Liang J Q 2011 Chin.Phys.B 20 046402

    [22]

    Honeycutt J D,Andersen H C 1987 J.Phys.Chem.91 4950

    [23]

    Kondo Y,Takayanagi K 2000 Science 289 606

  • [1]

    Sarkar J,Khan G,Basumallick A 2007 Bull.Mater.Sci.30 271

    [2]

    Tian H C,Liu L,Wen Y H 2010 Acta Phys.Sin.59 1952 (in Chinese) [田惠忱, 刘丽, 文玉华 2010 物理学报 59 1952]

    [3]

    Lu H P,Han M G,Deng L J,Liang D F,Ou Y 2010 Acta Phys.Sin.59 2090 (in Chinese) [陆海鹏, 韩满贵, 邓龙江,梁迪飞, 欧雨 2010 物理学报 59 2090]

    [4]

    Sun W F,Li M C,Zhao L C 2010 Acta Phys.Sin.59 7291 (in Chinese) [孙伟峰,李美成,赵连城 2010 物理学报 59 7291]

    [5]

    Jing Y H,Meng Q Y 2010 Physica B 405 2413

    [6]

    Alavi A,Mirabbaszadeh K,Nayebi P,Zaminpayma E 2010 Comput.Mater.Sci.50 10

    [7]

    Davila L P,Leppert V J,Bringa E M 2009 Scripta Materialia 60 843

    [8]

    Yang Z Y,Lu Z X,Zhao Y P 2009 Comput.Mater.Sci.46 142

    [9]

    Peng C X,Gong J H,Wang L 2009 Comput.Mater.Sci.46 229

    [10]

    Zhang Z N,LiuM L,LiW,Geng C J,Zhao Q,Zhang L 2009 Acta Phys.Sin.58 S067 (in Chinese) [张宗宁,刘美林, 李蔚, 耿长建, 赵骞, 张林 2009 物理学报 58 S067]

    [11]

    Zhou G R,Gao Q M 2005 Solid State Commun.136 32

    [12]

    Zhou G R,Gao Q M 2006 Solid State Commun.138 399

    [13]

    Zhou G R,Gao Q M 2006 Acta Phys.Sin.55 1499 (in Chinese)[周国荣, 高秋明 2006 物理学报 55 1499]

    [14]

    Zhou G R,Li B Q,Geng H R,Teng X Y,Chen G L 2007 Acta Phys.Cham.Sin.23 1071 (in Chinese) [周国荣, 李蓓琪,耿浩然, 滕新营, 陈广立 2007 物理化学学报 23 1071]

    [15]

    Wang B L,Yin S Y,Wang G H 2001 Phys.Rev.Lett.86 2046

    [16]

    Wang B L,Yin S Y,Wang G H,Zhao J J 2001 J.Phys.:Condens.Matter 13 L403

    [17]

    Wang B L,Wang G H,Zhao J J 2002 Phys.Rev.B 65 235406

    [18]

    Li H,Pederiva F,Wang G H,Wang B L,2003 Chem.Phys.Lett.381 94

    [19]

    Li H,Pederiva F,Wang G H,Wang B L 2004 J.Appl.Phys.96 2214

    [20]

    Voter A F,Chen S P 1987 Mat.Res.Soc.Symp.Proc.82 175

    [21]

    Li L,Shao J L,Duan S Q,Liang J Q 2011 Chin.Phys.B 20 046402

    [22]

    Honeycutt J D,Andersen H C 1987 J.Phys.Chem.91 4950

    [23]

    Kondo Y,Takayanagi K 2000 Science 289 606

  • [1] 尚帅朋, 陆勇俊, 王峰会. 表面效应对纳米线电极屈曲失稳的影响. 物理学报, 2022, 71(3): 033101. doi: 10.7498/aps.71.20211864
    [2] 芦宾, 王大为, 陈宇雷, 崔艳, 苗渊浩, 董林鹏. 纳米线环栅隧穿场效应晶体管的电容模型. 物理学报, 2021, 70(21): 218501. doi: 10.7498/aps.70.20211128
    [3] 程鑫, 薛文瑞, 卫壮志, 董慧莹, 李昌勇. 涂覆石墨烯的椭圆形电介质纳米线光波导的模式特性分析. 物理学报, 2019, 68(5): 058101. doi: 10.7498/aps.68.20182090
    [4] 卫壮志, 薛文瑞, 彭艳玲, 程鑫, 李昌勇. 基于涂覆石墨烯的三根电介质纳米线的THz波导的模式特性分析. 物理学报, 2018, 67(10): 108101. doi: 10.7498/aps.67.20180036
    [5] 彭艳玲, 薛文瑞, 卫壮志, 李昌勇. 涂覆石墨烯的非对称并行电介质纳米线波导的模式特性分析. 物理学报, 2018, 67(3): 038102. doi: 10.7498/aps.67.20172016
    [6] 华钰超, 曹炳阳. 多约束纳米结构的声子热导率模型研究. 物理学报, 2015, 64(14): 146501. doi: 10.7498/aps.64.146501
    [7] 阳喜元, 全军. 金属纳米线弹性性能的尺寸效应及其内在机理的模拟研究. 物理学报, 2015, 64(11): 116201. doi: 10.7498/aps.64.116201
    [8] 谷卓, 班士良. 纤锌矿结构ZnO/MgxZn1-xO量子阱中带间光吸收的尺寸效应和三元混晶效应. 物理学报, 2014, 63(10): 107301. doi: 10.7498/aps.63.107301
    [9] 石高明, 邹志强, 孙立民, 李玮聪, 刘晓勇. Si衬底上生长的MnSi薄膜和MnSi1.7 纳米线的STM和XPS分析. 物理学报, 2012, 61(22): 227301. doi: 10.7498/aps.61.227301
    [10] 周渝, 张蜡宝, 郏涛, 赵清源, 顾敏, 邱健, 康琳, 陈健, 吴培亨. 超导纳米线多光子响应特性研究. 物理学报, 2012, 61(20): 208501. doi: 10.7498/aps.61.208501
    [11] 张富春, 张威虎, 董军堂, 张志勇. Cr掺杂ZnO纳米线的电子结构和磁性. 物理学报, 2011, 60(12): 127503. doi: 10.7498/aps.60.127503
    [12] 孙伟峰, 李美成, 赵连城. Ga和Sb纳米线声子结构和电子-声子相互作用的第一性原理研究. 物理学报, 2010, 59(10): 7291-7297. doi: 10.7498/aps.59.7291
    [13] 孟利军, 肖化平, 唐超, 张凯旺, 钟建新. 碳纳米管-硅纳米线复合结构的形成和热稳定性. 物理学报, 2009, 58(11): 7781-7786. doi: 10.7498/aps.58.7781
    [14] 张凯旺, 孟利军, 李 俊, 刘文亮, 唐 翌, 钟建新. 碳纳米管内金纳米线的结构与热稳定性. 物理学报, 2008, 57(7): 4347-4355. doi: 10.7498/aps.57.4347
    [15] 常艳玲, 张琦锋, 孙 晖, 吴锦雷. ZnO纳米线双绝缘层结构电致发光器件制备及特性研究. 物理学报, 2007, 56(4): 2399-2404. doi: 10.7498/aps.56.2399
    [16] 杨 炯, 张文清. Se,Te纳米线系统的结构稳定性研究. 物理学报, 2007, 56(7): 4017-4023. doi: 10.7498/aps.56.4017
    [17] 周国荣, 高秋明. 金属Ni纳米线凝固行为的分子动力学模拟. 物理学报, 2007, 56(3): 1499-1505. doi: 10.7498/aps.56.1499
    [18] 徐 灿, 曹 娟, 高晨阳. 第一性原理研究一维SiO2纳米材料的结构和性质. 物理学报, 2006, 55(8): 4221-4225. doi: 10.7498/aps.55.4221
    [19] 张 芸, 张波萍, 焦力实, 李向阳. Au/SiO2纳米复合薄膜的微结构及光吸收特性研究. 物理学报, 2006, 55(4): 2078-2083. doi: 10.7498/aps.55.2078
    [20] 缪智武, 丁建文, 颜晓红, 唐娜斯. 畸变对hopping电导的影响:ThueMorse纳米结构模型. 物理学报, 2003, 52(5): 1213-1217. doi: 10.7498/aps.52.1213
计量
  • 文章访问数:  6659
  • PDF下载量:  610
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-11-30
  • 修回日期:  2011-01-22
  • 刊出日期:  2012-03-05

/

返回文章
返回