铜纳米团簇分子动力学模拟：稳定结构与凝固点研究

"纳米铜团簇稳定结构的分子动力学研究 (2009年)" 这篇论文探讨了纳米铜团簇的稳定结构，特别是在分子动力学和微正则系综模型的框架内。研究中，作者肖绪洋和程正富通过嵌入原子方法模拟了原子数量在13至321之间的13个铜纳米团簇的凝固过程。他们关注的核心问题是这些团簇的热力学性质以及低温下的原子分布结构。 论文指出，随着原子数的增加，凝固点与原子数的关系呈现一定的变化规律。对于原子数较少的团簇，凝固点会经历较大的振荡下降；而原子数较大的团簇，这一关系则表现为较小幅度的振荡上升。这一现象揭示了纳米团簇在不同尺度下的凝聚行为有着不同的动态特性。 在低温条件下，铜纳米团簇显示出两种主要的原子分布结构：球壳层结构和二维点阵结构。研究发现，这些团簇中心的13个原子可以形成Ih和D3h两种对称性结构。特别地，具有D3h对称性的团簇结构与面心立方（Fcc）晶体相似，并且其晶化过程发生在低于凝固点的温度区间，大约在450至350K之间。 该研究进一步巩固了对纳米材料的理解，尤其是金属纳米团簇的特性。这些独特的结构和行为对于纳米科技的发展至关重要，因为它们影响着纳米团簇在光学、电子学和生物应用中的性能。分子动力学模拟作为一种强大的工具，弥补了实验研究的局限，帮助科学家深入探究纳米团簇的结构-性质关系。 关键词：分子动力学模拟，铜纳米团簇，稳定结构 该论文的研究成果不仅提供了对铜纳米团簇结构的新见解，也为今后类似金属纳米材料的设计和应用提供了理论依据。通过这些模拟，研究人员能够预测和控制纳米颗粒的行为，从而优化它们在各种技术领域的潜在应用。此外，对纳米团簇熔化、结晶和结构转变的研究有助于我们理解纳米尺度下的物质转变机理，这对于推动纳米科学和技术的进步至关重要。