Au85原子纳米团簇热力学性质分子动力学模拟研究

编号：FTJS06818

篇名：Au85原子纳米团簇热力学性质分子动力学模拟研究

作者：任浩[1] ;郭杨[2] ;孙鹏飞[2] ;李钟原[3]

关键词： 金纳米团簇 熔点 负热容 分子动力学模拟

机构： [1]重庆大学通信工程学院,重庆400044; [2]西南石油大学石油与天然气工程学院,四川成都610500; [3]中国石油大学石油工程学院,北京102249

摘要： 采用了Johnson的（EAM）模型并结合分子动力学方法，模拟了Au85原子纳米团簇熔化和凝固过程。研究了Au85原子纳米团簇熔点、凝固点以及该团簇的结构，在分析势能和热容量随温度变化关系的过程中，发现Au85原子纳米团簇的熔化和凝固过程中的熔点和凝固点不是线性变化，均出现了负热容现象，并且团簇的凝固点低于熔点。为了探究出现这种负热容现象的原因，对熔化过程和凝固过程中该团簇的内部结构进行了对比。结果表明，该纳米团簇在加热熔化（降温凝固）的过程中表面原子的比例显著变化，引起团簇内部势能的急剧增加（快速减少），使得动能和势能之间相互快速转化。为了维持整个系统的能量平衡，势能-温度图像发生跳变，在物理上表现为负热容现象。