李松
,
李克
,
姚立峰
,
周耐根
人工晶体学报
为了研究Sr在Si(100)表面的稳定吸附结构和吸附特性,采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势法,通过改变Sr在Si(100)表面的覆盖度和吸附位置,计算了Si(100)表面吸附Sr的吸附能、电子态密度、电子布居、电荷密度和差分电荷密度.计算结果表明,三种吸附位置中,空位的吸附能最低,Sr与Si(100)表面的作用力最大,结构最稳定;覆盖度越低,吸附能越小,Sr与Si(100)表面的作用力越大,吸附结构越稳定.Sr、Si原子间的作用力主要由Sr的3d轨道电子和Si的3s、3p轨道电子杂化耦合作用(d-sp3杂化)贡献,包括共价键和离子键.共价键和离子键的强度均随覆盖度增大而减弱,这可能是由于Sr与Sr之间的排斥力减弱了Sr与Si之间的作用力,并且这种排斥力随覆盖度增大而增大.
关键词:
Si(100)
,
Sr
,
吸附
,
第一性原理
周耐根
,
胡秋发
,
许文祥
,
吴小元
,
黄海宾
,
周浪
人工晶体学报
运用分子动力学方法模拟了不同基底温度下在硅(100)表面沉积生长氢化非晶硅薄膜的过程.Si-H体系的原子间相互作用采用Murty-Tersoff势计算.结果得到:随着基底温度的升高,a-Si∶H薄膜表面粗糙度降低,内部致密度提高,H原子、Si-H键和悬挂键密度均减少.进一步分析发现,粗糙度和致密度随基底温度变化的原因是基底温度升高增大了表面原子的扩散能力;而H原子和Si-H键等含量随基底温度升高而下降是因为高温下Si-H弱键更易断键导致.悬挂键密度随基底温度升高而降低则主要是由于内部原子的晶化率增大引起.
关键词:
温度
,
结构
,
薄膜
,
氢化非晶硅
,
分子动力学
周耐根
,
周浪
人工晶体学报
doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2006.01.017
运用三维分子动力学方法模拟了外延铝薄膜晶体中失配位错的形成过程.结果显示:失配度为fx=4%时,位错是通过薄膜表层原子的相对滑移来形核,形成一个伯格斯矢量为1/2[10 1]的刃型位错,该位错形成后会迅速向界面滑移,并稳定在离界面1～2个原子层上不动,同时在薄膜表面留下一个台阶.而失配度为fx=-4%时,位错形核是通过挤出一个四面体构型的原子团开始,形成一个伯格斯矢量为1/2[110]的刃型位错,该位错只能平行于界面滑移,位错稳定后离界面的距离比正失配度时的距离和热力学临界厚度都要大.
关键词:
位错
,
失配
,
分子动力学模拟
,
铝
,
薄膜晶体
周耐根
,
周浪
金属学报
运用分子动力学和静力学方法对,<111>
生长铜膜中孪晶形成的原子过程与能量进行
了模拟研究. 所用的原子间相互作用势为
Finnis-Sinclair型镶嵌原子法(EAM)势. 模
拟和计算分析结果表明, <111>生长铜膜表面沉积原子在不同局部可形成正常排列的fcc畴
或错排的hcp畴；沉积原子处于hcp位置时体系的能量比fcc位置时要高, 其增量决定了孪
晶面出现几率. 沉积原子错排能还受相邻{111}孪晶面的影响,
其间距小于3个原子层厚时,
沉积原子错排能与不形成孪晶的Al晶体表面沉积原子错排能相当, 此时形成
孪晶面的几率极低; 随间距的增加, 表面沉积原子错排能迅速降低, 在间距达到约12个原
子层厚以后, 降到略低于完整Cu晶体{111}表面的沉积原子错排能, 这表明此时出现
孪晶面的几率比在完整晶体表面形成一个新的孪晶面的几率要大.
关键词:
铜膜
,
twin
,
molecular dynamics
罗岚
,
熊志华
,
周耐根
,
周浪
稀有金属材料与工程
将组合材料芯片技术用于Gd1-xAly:Eux荧光材料的研究.通过离子束溅射沉积和两步热处理技术制各Gd1-xAly:Eux梯度组合材料芯片.通过X射线衍射和扫描电镜二次电子像分析发现:根据钆铝配比的不同在组合材料芯片上形成了相应的钆铝酸盐晶相;Gd4Al2O9(GAM)和GdAlO3(GAP)作为Gd2O3-A12O3中的稳定晶体相,其单相多晶薄膜较容易形成.紫外激发发光照相记录表明Gd1-xAly:Eux可以发射明亮的红色荧光(Eu3+的5Do-7F2发射,主峰值615nm),且对于Eu3+掺杂,GAP是最好的钆铝酸盐基体相.材料芯片的照相筛选结果和发射光谱、吸收光谱的分析结果一致.
关键词:
组合材料芯片技术
,
钆铝酸盐
,
发光
,
离子束溅射
周耐根
,
周浪
,
宋固全
,
宋照东
金属学报
用分子动力学方法模拟了Cu双晶和Al双晶薄膜的111生长, 模拟时假定在薄膜平面内保持恒定的等轴双向应变, 薄膜中两晶粒的能量计算表明:
不同晶粒的能量存在差异, 能量较低的晶粒在沉积中择优生长, 逐渐取代能量较高的晶粒, Cu膜择优生长速率显著高于Al膜; 两种薄膜择优生长的机制完全不同, Cu膜中处于不利位向的晶粒通过孪晶过渡转变为择优取向, 转变完成、晶界湮灭后薄膜中残留的缺陷为位错; 而Al膜则是通过无序结构重结晶实现上述转变, 转变完成、晶界湮灭后薄膜中残留的缺陷为间隙原子. 文中对上述择优生长驱动力的来源、以及在纳米多晶中的重要性进行了讨论.
关键词:
Cu膜
,
null
,
null
李克
,
王倩
,
周耐根
,
高挺
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2011.2.017
A206铝合金在金属型浇铸过程中具有高热裂倾向,难以用来制造重要铸件.采用超声分散法制备A206/1%Al2O3(质量分数,下同)纳米复合材料,在钢模中浇铸受限杆铸件来评价其热裂敏感性,利用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)对微观组织进行分析.结果表明:加入的A12O3纳米粒子在凝固过程中成为有效的异质形核核心,不仅使α-Al初晶从粗大枝晶转变为细小等轴晶,平均晶粒尺寸从164 μm降至26μm,而且在剩余液相中诱发形成大量富Fe,Mn的薄片状中间相,消除了粗大CuAl2相,从而显著降低了A206铝合金的热裂敏感性.
关键词:
热裂行为
,
A206铝合金
,
纳米复合材料
,
晶粒细化
周耐根
,
周浪
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2004.09.001
运用分子动力学和静力学方法对〈111〉生长铜膜中孪晶形成的原子过程与能量进行了模拟研究.所用的原子间相互作用势为Finnis-Sinclair型镶嵌原子法(EAM)势.模拟和计算分析结果表明,〈111〉生长铜膜表面沉积原子在不同局部可形成正常排列的fcc畴或错排的hcp畴;沉积原子处于hcp位置时体系的能量比fcc位置时要高,其增量决定了孪晶面出现几率沉积原子错排能还受相邻{111}孪晶面的影响,其间距小于3个原子层厚时,沉积原子错排能与不形成孪晶的Al晶体表面沉积原子错排能相当,此时形成孪晶面的几率极低;随间距的增加,表面沉积原子错排能迅速降低,在间距达到约12个原子层厚以后,降到略低于完整Cu晶体{111}表面的沉积原子错排能,这表明此时出现孪晶面的几率比在完整晶体表面形成一个新的孪晶面的几率要大.
关键词:
铜膜
,
孪晶
,
分子动力学
周耐根
,
周浪
,
宋固全
,
宋照东
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2005.08.006
用分子动力学方法模拟了Cu双晶和Al双晶薄膜的〈111〉生长,模拟时假定在薄膜平面内保持恒定的等轴双向应变,薄膜中两晶粒的能量计算表明:不同晶粒的能量存在差异,能量较低的晶粒在沉积中择优生长,逐渐取代能量较高的晶粒,Cu膜择优生长速率显著高于Al膜;两种薄膜择优生长的机制完全不同,Cu膜中处于不利位向的晶粒通过孪晶过渡转变为择优取向,转变完成、晶界湮灭后薄膜中残留的缺陷为位错;而Al膜则是通过无序结构重结晶实现上述转变,转变完成、晶界湮灭后薄膜中残留的缺陷为间隙原子.文中对上述择优生长驱动力的来源、以及在纳米多晶中的重要性进行了讨论.
关键词:
Cu膜
,
Al膜
,
择优生长
,
分子动力学
周耐根
,
张弛
,
刘博
,
李克
,
周浪
人工晶体学报
基于Tersoff势函数描述硅原子间的相互作用,运用分子动力学方法模拟研究了不同过冷度条件下硅晶体凝固生长速率.结果发现,在一定过冷度范围内,硅晶体的生长速率随过冷度的增大而呈先快速增大后缓慢减小的趋势,并最终趋于不生长.同时,运用Wilson-Frenkel模型从理论上对硅晶体生长速率与过冷度关系进行了预测,分子动力学模拟结果与Wilson-Frenkel模型预测结果基本吻合,表明了硅晶体沿[100]方向的生长是一种扩散型生长.
关键词:
晶体生长
,
过冷度
,
硅
,
分子动力学模拟
