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采用Lennard-Jones原子间势研究(C_(60))_N分子团簇的结构演化行为
作 者: 吴洋
导 师: 段海明
学 校: 新疆大学
专 业: 凝聚态物理
关键词: C60团簇 取向 最速下降法 结构演化
分类号: O561
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 13次
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内容摘要
富勒烯的研究是多年以来的热点问题,C60作为富勒烯的典型代表,更是备受关注。实验上富勒烯C60的发现及大量合成的成功,引起了国内外学术界对(C60)N团簇、晶体及其衍生物研究的广泛关注。然而C60分子团簇为其晶体生长的过渡形式,因此对C60分子团簇几何结构的研究也引起了普遍关注。本文就从微观团簇角度出发,利用计算机模拟计算的优越性,总结前人经验,弥补其不足,研究了C60分子团簇的结构演化行为。本文采用描述原子间相互作用的Lennard-Jones势来描述C60分子间的相互作用,考虑了每个C60分子的一定位置取向,并采用最速下降法计算了IH、FCC、HCP、DH及SC五种典型结构满壳层(C60)N团簇(N<2000)的能量。结果显示:1.当尺寸较小(N<20)时,IH结构最稳定;当尺寸处于中等(50<N<300)时,HCP结构最稳定;当尺寸较大(300<N<2000)时,FCC结构最稳定。2.随着团簇尺寸的增大,IH、FCC、HCP及DH四种典型结构的平均分子能量呈下降趋势,而SC结构发生畸变,表明所研究尺度内,(C60)N团簇处于SC结构不稳定,分子团簇低能结构还远未过渡到C60晶体。
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全文目录
摘要 3-4 Abstract 4-7 引言 7-9 第一章 绪论 9-15 1.1 团簇科学介绍 9-10 1.1.1 团簇的基本概念 9 1.1.2 团簇的特征及基本性质 9-10 1.2 C_(60) 介绍 10-15 1.2.1 C_(60) 的发现 10-11 1.2.2 C_(60) 结构及晶体 11-12 1.2.3 C_(60) 的应用价值及前景 12-15 第二章 Fortran 语言、分子动力学方法和常用势函数 15-27 2.1 Fortran 语言 15-18 2.2 分子动力学方法 18-23 2.2.1 分子动力学描述的方程 18-20 2.2.2 算法 20-22 2.2.3 初始条件、边界条件及时间步长 22-23 2.3 团簇研究的势函数 23-27 2.3.1 对势 23-25 2.3.2 多体势 25 2.3.3 本文选取的势函数及参数 25-27 第三章 (C_(60))_N团簇的结构演化行为研究 27-35 3.1 选题的意义 27-28 3.2 研究体系的构型分析及程序的实现过程 28-29 3.2.1 研究体系的构型分析 28-29 3.2.2 程序的计算过程 29 3.3 结果与讨论 29-33 3.3.1 数据结果 29-30 3.3.2 旋转取向对结构能量的影响 30-31 3.3.3 (C_(60))_N 团簇的结构演化规律 31-33 3.4 结论 33-35 第四章 总结与展望 35-37 4.1 总结 35 4.2 展望 35-37 参考文献 37-41 附录 41-46 发表文章目录 46-47 致谢 47
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中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 分子物理学、原子物理学 > 分子物理学
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