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Al表面的"类液"结构及其自扩散通道

汤富领 陈功宝 谢勇 路文江

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Al表面的"类液"结构及其自扩散通道

汤富领, 陈功宝, 谢勇, 路文江

Liquid-like structure and self-diffusion channels on Al surfaces

Chen Gong-Bao, Lu Wen-Jiang, Tang Fu-Ling, Xie Yong
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  • 应用分子动力学方法,采用嵌入势模型在熔点下和熔点上对Al(001),(110)和(111)表面的原子结构和自扩散现象进行研究.发现这些表面的第一层原子在低于熔点时,Al(110)面在700±10 K,Al(001)面在 860±10 K,Al(111)面在 930±10 K呈现明显自扩散且最终转变为"类液"结构,而其余各层仍保留有序状态.对这种"类液"结构进行均方位移、结构有序参数、径向分布函数和z向粒子密度分析,发现其结构和扩散行为与熔化的Al表面不同,并能在一定温度区间稳定存在.在"类液
    Molecular dynamics simulation with embedded atom method potentials is performed to study the atomic structure and self-diffusion on three aluminum surfaces: (001), (110) and (111). Using mean-square displacement, structure ordering parameter, radial-distribution function and z-direction density, we find that their atoms on the first layer present obvious self-diffusion then change into liquid-like structure under melting points: Al(110) at 700±10 K, Al(001) at 860±10 K, and Al(111) at 930±10 K. In the liquid-like structure, self-diffusions always take place on the first layer of the original surface along the direction parallel rather than vertical to the surface: some of the diffusions occur on the outermost layer and more diffusions occur outside the original surface. The main diffusion channels of the three surfaces are different: along [001] on Al(110), [110] and [110] on Al(001), and [110], [101] and [011] on Al(111). No inter-layer diffusion takes place in liquid-like structure, which is different from in the liquid structure of melted surface.
    • 基金项目: 国家科学自然基金(批准号:10964003)、甘肃省自然科学基金(批准号:096RJZA102)、高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20096201120002)和中国博士后科学基金(批准号:20100470886)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-09-09
  • 修回日期:  2010-10-13
  • 刊出日期:  2011-03-05

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