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硅熔化特性的分子动力学模拟–-不同势函数的对比研究

周耐根 胡秋发 许文祥 李克 周浪

硅熔化特性的分子动力学模拟–-不同势函数的对比研究

周耐根, 胡秋发, 许文祥, 李克, 周浪
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  • 分别采用Stillinger-Weber (SW)势、修正的成熟原子嵌入模型(MEAM)势、 Tersoff势和HOEP (highly optimized empirical potential)势来描述硅原子间相互作用, 运用分子动力学方法对比模拟研究了四种势函数的硅晶体的体熔化和表面熔化特性. 结果表明: 四种势函数均能反映出硅的热膨胀、高温熔化和熔化时吸热收缩等基本物理规律. 但综合对比发现, Tersoff势和MEAM势相对更适合描述硅的熔化和凝固过程, SW势次之, HOEP势则不适合描述硅的熔化和凝固过程.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51264032)和江西省自然科学基金(批准号: 20114BAB206037)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-12-01
  • 修回日期:  2013-03-15
  • 刊出日期:  2013-07-05

硅熔化特性的分子动力学模拟–-不同势函数的对比研究

  • 1. 南昌大学材料科学与工程学院, 南昌 330031
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 51264032)和江西省自然科学基金(批准号: 20114BAB206037)资助的课题.

摘要: 分别采用Stillinger-Weber (SW)势、修正的成熟原子嵌入模型(MEAM)势、 Tersoff势和HOEP (highly optimized empirical potential)势来描述硅原子间相互作用, 运用分子动力学方法对比模拟研究了四种势函数的硅晶体的体熔化和表面熔化特性. 结果表明: 四种势函数均能反映出硅的热膨胀、高温熔化和熔化时吸热收缩等基本物理规律. 但综合对比发现, Tersoff势和MEAM势相对更适合描述硅的熔化和凝固过程, SW势次之, HOEP势则不适合描述硅的熔化和凝固过程.

English Abstract

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