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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
引 用: 0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。

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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