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钨和铝混合团簇结构及热力学性质研究

丁文娟  
【摘要】:目前,人们对于混合团簇已经进行了很多研究,但是对于性质差异较大的原子构成的混合团簇的研究还很有限,本论文主要运用分子动力学方法对铝和钨即Al_mW_n混合团簇进行了一定的理论研究,一方面研究了Al_mW_n混合团簇几何结构及其稳定性,另一方面研究了Al_mW_n混合团簇的热力学性质。 首先,通过模拟退火方法得到了Al_mW_n (2≦n≦29)团簇的基态几何结构,结果发现:团簇原子个数接近幻数时团簇几何结构规整,但是混合团簇几何结构大多呈现不规则形状,一般是在一些规则子结构基础上添加而成,混合团簇中的Al原子一般处在W原子的外围。本文还通过计算各组团簇的二阶差分V_2E随m的变化曲线,讨论了各个团簇Al_mW_n (2≦n≦29)的稳定性,结果表明:同多数单一原子团簇相比,混合团簇的二阶差分值并没有出现规律的奇偶数交替的波峰波谷现象,相反,随m的变化,在m取值的一定范围内,团簇的二阶差分值几乎相等,说明很多团簇的稳定性几乎相同。 其次,主要讨论了原子个数为13和19时,混合团簇的热力学性质和熔化行为,结果如下:团簇的熔化行为与团簇的成分相关,混合团簇随着组成成分的不同,其熔化的温度也不相同,熔化的温度会随着W原子个数的增加而升高;研究发现,在一些团簇熔化过程中,出现了二次熔化现象,即团簇的δ值出现了二次跳跃,通过计算单原子的δ值,发现是由于铝原子较钨原子较早熔化产生的。


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