低温下Cu13团簇负载于Cu(001)表面上结构变化的分子动力学研究

赵骞; 张林; 祁阳; 张宗宁

doi:10.7498/aps.58.47

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低温下Cu13团簇负载于Cu(001)表面上结构变化的分子动力学研究

赵骞 , 张林 , 祁阳 , 张宗宁

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低温下Cu13团簇负载于Cu(001)表面上结构变化的分子动力学研究

赵骞, 张林, 祁阳, 张宗宁

物理学报, 2009, 58(13): 47-S52.

doi: 10.7498/aps.58.47

Molecular dynamics study of structures of a Cu13 cluster supported on a Cu(001) surface at low temperatures

Zhao Qian, Zhang Lin, Qi Yang, Zhang Zong-Ning

Acta Phys. Sin., 2009, 58(13): 47-S52.

doi: 10.7498/aps.58.47

摘要
应用分子动力学方法研究温度为10和50 K时具有二十面体结构的Cu13团簇以不同接触条件与Cu（001）表面结合后的结构变化，原子间的相互作用势采用Johnson的嵌入原子方法模型.通过基于原子密度分布函数的分析表明，负载团簇与表面的结合能主要受团簇与载体相接触的最低层原子数及这些原子所具有的不同几何构型影响，同时更高层的原子呈现出不同的几何结构.温度为10 K时，负载团簇的初始位置对团簇几何结构和结合能影响较大.

关键词:
分子动力学 /

团簇 /

表面 /

计算机模拟
Abstract
Structural changes of a Cu13 cluster supported on a Cu（001） surface at low temperatures of 10 and 50 K are investigated through molecular dynamics simulations with using interatomic potentials from embedded atom method presented by Johnson. The calculations of atom density profiles show that the cohesive energy is affected mainly by the number and the configuration of the atoms which are directly contacted with the Cu（001） surface, as well as some different configurations of the atoms at higher positions. At 10 K, the initial position of the supported cluster has a larger effect on the atomic packing and the binding energy of cluster.

Keywords:
molecular dynamics /

cluster /

surface /

computer simulation
作者及机构信息
赵骞²,

张林¹,

祁阳¹,

张宗宁¹

(1)东北大学理学院，沈阳 110004; (2)沈阳工业大学理学院，沈阳 110178；东北大学理学院，沈阳 110004

基金项目: 国家自然科学基金（批准号：50572013）和国家重点基础研究发展计划（批准号：G2006CB605103）资助的课题.
Authors and contacts
Zhao Qian²,

Zhang Lin¹,

Qi Yang¹,

Zhang Zong-Ning¹

(1)东北大学理学院，沈阳 110004; (2)沈阳工业大学理学院，沈阳 110178；东北大学理学院，沈阳 110004
参考文献

施引文献

[1]	蒋元祺. 难熔金属钒熔化行为的局域原子结构模拟与分析. 物理学报, 2020, 69(20): 203601. doi: 10.7498/aps.69.20200185
[2]	郑治秀, 张林. Fe基体中包含Cu团簇的Fe-Cu二元体系在升温过程中结构变化的原子尺度计算. 物理学报, 2017, 66(8): 086301. doi: 10.7498/aps.66.086301
[3]	钱泽宇, 张林. 熔融TiAl合金纳米粒子在TiAl(001)基底表面凝结过程中微观结构演变的原子尺度模拟. 物理学报, 2015, 64(24): 243103. doi: 10.7498/aps.64.243103
[4]	吴丽君, 随强涛, 张多, 张林, 祁阳. SimGen(m+n=9)团簇结构和电子性质的计算研究. 物理学报, 2015, 64(4): 042102. doi: 10.7498/aps.64.042102
[5]	常旭. 多层石墨烯的表面起伏的分子动力学模拟. 物理学报, 2014, 63(8): 086102. doi: 10.7498/aps.63.086102
[6]	李春丽, 段海明, 买力坦, 开来木. Aln(n=13–32)团簇熔化行为的分子动力学模拟研究. 物理学报, 2013, 62(19): 193104. doi: 10.7498/aps.62.193104
[7]	张杨, 宋晓艳, 徐文武, 张哲旭. SmCo7纳米晶合金晶粒组织热稳定性的热力学分析与计算机模拟. 物理学报, 2012, 61(1): 016102. doi: 10.7498/aps.61.016102
[8]	宋成粉, 樊沁娜, 李蔚, 刘永利, 张林. TiAl合金薄膜在冷却过程中结构变化的原子尺度计算研究. 物理学报, 2011, 60(6): 063104. doi: 10.7498/aps.60.063104
[9]	邵琛玮, 王振华, 李艳男, 赵骞, 张林. AuCu249合金团簇热稳定性的原子尺度计算研究. 物理学报, 2011, 60(8): 083602. doi: 10.7498/aps.60.083602
[10]	韩小静, 王音, 林正喆, 张文献, 庄军, 宁西京. 团簇异构体生长概率的理论预测. 物理学报, 2010, 59(5): 3445-3449. doi: 10.7498/aps.59.3445
[11]	樊沁娜, 李蔚, 张林. 熔融Cu57团簇在急冷过程中弛豫和局域结构转变的分子动力学研究. 物理学报, 2010, 59(4): 2428-2433. doi: 10.7498/aps.59.2428
[12]	刘建廷, 段海明. 不同势下铱团簇结构和熔化行为的分子动力学模拟. 物理学报, 2009, 58(7): 4826-4834. doi: 10.7498/aps.58.4826
[13]	刘美林, 张宗宁, 李蔚, 赵骞, 祁阳, 张林. MgO（001）表面上沉积MgO薄膜过程的分子动力学模拟. 物理学报, 2009, 58(13): 199-S203. doi: 10.7498/aps.58.199
[14]	徐送宁, 张林, 张彩碚, 祁阳. 熔融Cu55团簇在铜块体中凝固过程的分子动力学模拟. 物理学报, 2009, 58(13): 40-S46. doi: 10.7498/aps.58.40
[15]	张林, 徐送宁, 李蔚, 孙海霞, 张彩碚. 小尺寸铜团簇冷却与并合过程中结构变化的原子尺度研究. 物理学报, 2009, 58(13): 58-S66. doi: 10.7498/aps.58.58
[16]	张宗宁, 刘美林, 李蔚, 耿长建, 赵骞, 张林. 熔融Cu55团簇在Cu(010)表面上凝固过程的分子动力学模拟. 物理学报, 2009, 58(13): 67-S71. doi: 10.7498/aps.58.67
[17]	张林, 张彩碚, 祁阳. 低温下Au959团簇负载于MgO(100)表面后结构变化的分子动力学研究. 物理学报, 2009, 58(13): 53-S57. doi: 10.7498/aps.58.53
[18]	王海龙, 王秀喜, 梁海弋. 应变效应对金属Cu表面熔化影响的分子动力学模拟. 物理学报, 2005, 54(10): 4836-4841. doi: 10.7498/aps.54.4836
[19]	袁　喆, 何春龙, 王晓路, 刘海涛, 李家明. 团簇的第一原理分子动力学计算研究：价键优选法. 物理学报, 2005, 54(2): 628-635. doi: 10.7498/aps.54.628
[20]	刘让苏, 覃树萍, 侯兆阳, 陈晓莹, 刘凤翔. 液态金属In凝固过程中微观结构转变的模拟研究. 物理学报, 2004, 53(9): 3119-3124. doi: 10.7498/aps.53.3119

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物理学报. 2009, 58(13): 47-S52.

doi: 10.7498/aps.58.47.

低温下Cu13团簇负载于Cu(001)表面上结构变化的分子动力学研究

1. (1)东北大学理学院，沈阳 110004; (2)沈阳工业大学理学院，沈阳 110178；东北大学理学院，沈阳 110004

基金项目: 国家自然科学基金（批准号：50572013）和国家重点基础研究发展计划（批准号：G2006CB605103）资助的课题.

收稿日期: 2008-12-23
修回日期: 2009-03-27
刊出日期: 2009-12-21

摘要: 应用分子动力学方法研究温度为10和50 K时具有二十面体结构的Cu13团簇以不同接触条件与Cu（001）表面结合后的结构变化，原子间的相互作用势采用Johnson的嵌入原子方法模型.通过基于原子密度分布函数的分析表明，负载团簇与表面的结合能主要受团簇与载体相接触的最低层原子数及这些原子所具有的不同几何构型影响，同时更高层的原子呈现出不同的几何结构.温度为10 K时，负载团簇的初始位置对团簇几何结构和结合能影响较大.

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(1)东北大学理学院，沈阳 110004; (2)沈阳工业大学理学院，沈阳 110178；东北大学理学院，沈阳 110004

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(1)东北大学理学院，沈阳 110004; (2)沈阳工业大学理学院，沈阳 110178；东北大学理学院，沈阳 110004

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Molecular dynamics study of structures of a Cu13 cluster supported on a Cu(001) surface at low temperatures

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English Abstract

Molecular dynamics study of structures of a Cu13 cluster supported on a Cu(001) surface at low temperatures

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