非晶态石英的变电荷分子动力学模拟

马颖

doi:10.7498/aps.60.026101

摘要

基于迭代变电荷方法,用分子动力学模拟了非晶态石英的结构与振动特征.首先利用熔化-猝火方法得到了非晶石英的平衡结构.在此基础上获得了体系不同原子对之间的对关联函数、键角分布函数和振动频谱等,结果与实验数据均符合较好.变电荷方法的计算结果表明,非晶石英体系内粒子的电荷与石英晶体内粒子电荷显著不同,并且出现了较大的涨落.

关键词:

Variable charge molecular dynamics simulations of vitreous silica have been performed based on the iterative fluctuation charge model. The vitreous silica was formed using the standard melt-quench process. The pair distribution function, angle distribution and frequency spectrum were then obtained. The results are in good agreement with experimental data. More importantly, our results show that the atomic charge in vitreous silica is significantly different from those in the crystalline silica, and larger fluctuations are observed.

Keywords:

作者及机构信息

马颖

1.
湘潭大学材料与光电物理学院,低维材料及其应用技术教育部重点实验室,湘潭 411105

基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10702059)、高等学校博士学科点专项科研基金(新教师基金)(批准号: 20070530009)、教育部留学回国人员科研启动基金(批准号:2008890)、国家博士后科学基金(批准号:20090451102,201003515)和湘潭大学材料科学与工程博士后流动站资助的课题.

Authors and contacts

Ma Ying

1.
Key Laboratory of Low Dimensional Materials and Application Technology of Ministry of Education, Faculty of Materials, Optoelectronics and Physics, Xiangtan University, Xiangtan 411105, China

参考文献

[1]	Zhou Z X, Wang H L, Shen Y Q, Liu D J, Liu H, He S Y, Yang D Z 2008 Acta Phys. Sin. 57 592 (in Chinese)[周忠祥、王宏利、申艳青、刘大军、刘海、何世禹、杨德庄 2008 57 592]
[2]	Yan F P, Wang L, Wei H, Fu Y J, Jian W, Zheng K, Mao X Q, Li J, Liu L S, Peng J, Jian S S 2009 Acta Phys. Sin. 58 1793 (in Chinese) [延凤平、王琳、魏淮、傅永军、简伟、郑凯、毛向桥、李坚、刘利松、彭健、简水生 2009 58 1793]
[3]	Jia W Y, Pei L W 1984 Acta Phys. Sin. 33 1092 (in Chinese) [贾惟义、裴力伟 1984 33 1092]
[4]	Gao S J, Ouyang S X 2003 Acta Phys. Sin. 52 1292 (in Chinese) [高祀建、欧阳世翕 2003 52 1292]
[5]	Wang J F, Li H L, Tang R M, Cha J X, He S A 1982 Acta Phys. Sin. 31 1423 (in Chinese) [王积方、李华丽、唐汝明、查济璇、何寿安 1982 31 1423]
[6]	Liu F, Garofalini S H, King-Smith D, Vanderbilt D 1993 Phys. Rev. B 49 12528
[7]	Ma Y, Garofalini S H 2006 Phys. Rev. B 73 174109
[8]	Feuston B P, Garofalini S H 1988 J. Chem. Phys. 89 5818
[9]	Feuston B P, Garofalini S H 1989 J. Chem. Phys. 91 564
[10]	Garofalini S H 1982 J. Chem. Phys. 76 3189
[11]	Mortier W J, Ghosh S K, Shankar S 1986 J. Am. Chem. Soc. 108 4315
[12]	Ma Y, Garofalini S H 2008 J. Chem. Phys. 128 084505
[13]	Nakano A 1997 Comp. Phys. Commun. 104 59
[14]	Rappe A K, Goddard W A 1991 J. Phys. Chem. 95 3358
[15]	Rick S W, Stuart S J, Berne B J 1994 J. Chem. Phys. 101 6141
[16]	Ma Y, Garofalini S H 2006 J. Chem. Phys. 124 234102
[17]	Louwen J N, Vogt E T C 1998 J. Mol. Catal. A 134 63
[18]	Ma Y, Chen S D, Xie G F 2009 Acta Phys. Sin. 58 7792 (in Chinese) [马颖、陈尚达、谢国锋 2009 58 7792]
[19]	Tsuneyuki S, Tsukada M, Aoki H, Matsui Y 1988 Phys. Rev. Lett. 61 869
[20]	van Beest W H, Kramer G, Santen R A 1990 Phys. Rev. Lett. 64 1955
[21]	Nose S 1984 Mol. Phys. 52 255
[22]	Hoover W G 1985 Phys. Rev. A 31 1695
[23]	Parrinello M, Rahman A 1980 Phys. Rev. Lett. 45 1196
[24]	Soules T F 1979 J. Chem. Phys. 71 4570
[25]	Mozzi R L, Warren B E 1969 J. Appl. Crystallogr. 2 164
[26]	Narten A H 1972 J. Chem. Phys. 56 1905
[27]	Guillot B, Guissani Y 2001 J. Chem. Phys. 114 6720

施引文献

[1]	Zhou Z X, Wang H L, Shen Y Q, Liu D J, Liu H, He S Y, Yang D Z 2008 Acta Phys. Sin. 57 592 (in Chinese)[周忠祥、王宏利、申艳青、刘大军、刘海、何世禹、杨德庄 2008 57 592]
[2]	Yan F P, Wang L, Wei H, Fu Y J, Jian W, Zheng K, Mao X Q, Li J, Liu L S, Peng J, Jian S S 2009 Acta Phys. Sin. 58 1793 (in Chinese) [延凤平、王琳、魏淮、傅永军、简伟、郑凯、毛向桥、李坚、刘利松、彭健、简水生 2009 58 1793]
[3]	Jia W Y, Pei L W 1984 Acta Phys. Sin. 33 1092 (in Chinese) [贾惟义、裴力伟 1984 33 1092]
[4]	Gao S J, Ouyang S X 2003 Acta Phys. Sin. 52 1292 (in Chinese) [高祀建、欧阳世翕 2003 52 1292]
[5]	Wang J F, Li H L, Tang R M, Cha J X, He S A 1982 Acta Phys. Sin. 31 1423 (in Chinese) [王积方、李华丽、唐汝明、查济璇、何寿安 1982 31 1423]
[6]	Liu F, Garofalini S H, King-Smith D, Vanderbilt D 1993 Phys. Rev. B 49 12528
[7]	Ma Y, Garofalini S H 2006 Phys. Rev. B 73 174109
[8]	Feuston B P, Garofalini S H 1988 J. Chem. Phys. 89 5818
[9]	Feuston B P, Garofalini S H 1989 J. Chem. Phys. 91 564
[10]	Garofalini S H 1982 J. Chem. Phys. 76 3189
[11]	Mortier W J, Ghosh S K, Shankar S 1986 J. Am. Chem. Soc. 108 4315
[12]	Ma Y, Garofalini S H 2008 J. Chem. Phys. 128 084505
[13]	Nakano A 1997 Comp. Phys. Commun. 104 59
[14]	Rappe A K, Goddard W A 1991 J. Phys. Chem. 95 3358
[15]	Rick S W, Stuart S J, Berne B J 1994 J. Chem. Phys. 101 6141
[16]	Ma Y, Garofalini S H 2006 J. Chem. Phys. 124 234102
[17]	Louwen J N, Vogt E T C 1998 J. Mol. Catal. A 134 63
[18]	Ma Y, Chen S D, Xie G F 2009 Acta Phys. Sin. 58 7792 (in Chinese) [马颖、陈尚达、谢国锋 2009 58 7792]
[19]	Tsuneyuki S, Tsukada M, Aoki H, Matsui Y 1988 Phys. Rev. Lett. 61 869
[20]	van Beest W H, Kramer G, Santen R A 1990 Phys. Rev. Lett. 64 1955
[21]	Nose S 1984 Mol. Phys. 52 255
[22]	Hoover W G 1985 Phys. Rev. A 31 1695
[23]	Parrinello M, Rahman A 1980 Phys. Rev. Lett. 45 1196
[24]	Soules T F 1979 J. Chem. Phys. 71 4570
[25]	Mozzi R L, Warren B E 1969 J. Appl. Crystallogr. 2 164
[26]	Narten A H 1972 J. Chem. Phys. 56 1905
[27]	Guillot B, Guissani Y 2001 J. Chem. Phys. 114 6720

[1]	陈晶晶, 赵洪坡, 王葵, 占慧敏, 罗泽宇. SiC基底覆多层石墨烯力学强化性能分子动力学模拟. , 2024, 73(10): 109601. doi: 10.7498/aps.73.20232031
[2]	陈贝, 王小云, 刘涛, 高明, 文大东, 邓永和, 彭平. Pd-Si非晶合金动力学非均匀性的对称与有序. , 2024, 73(24): . doi: 10.7498/aps.73.20241051
[3]	张宇航, 李孝宝, 詹春晓, 王美芹, 浦玉学. 单层MoSSe力学性质的分子动力学模拟研究. , 2023, 72(4): 046201. doi: 10.7498/aps.72.20221815
[4]	杨刚, 郑庭, 程启昊, 张会臣. 非牛顿流体剪切稀化特性的分子动力学模拟. , 2021, 70(12): 124701. doi: 10.7498/aps.70.20202116
[5]	第伍旻杰, 胡晓棉. 单晶Ce冲击相变的分子动力学模拟. , 2020, 69(11): 116202. doi: 10.7498/aps.69.20200323
[6]	李杰杰, 鲁斌斌, 线跃辉, 胡国明, 夏热. 纳米多孔银力学性能表征分子动力学模拟. , 2018, 67(5): 056101. doi: 10.7498/aps.67.20172193
[7]	董琪琪, 胡海豹, 陈少强, 何强, 鲍路瑶. 水滴撞击结冰过程的分子动力学模拟. , 2018, 67(5): 054702. doi: 10.7498/aps.67.20172174
[8]	张宝玲, 宋小勇, 侯氢, 汪俊. 高密度氦相变的分子动力学研究. , 2015, 64(1): 016202. doi: 10.7498/aps.64.016202
[9]	王成龙, 王庆宇, 张跃, 李忠宇, 洪兵, 苏折, 董良. SiC/C界面辐照性能的分子动力学研究. , 2014, 63(15): 153402. doi: 10.7498/aps.63.153402
[10]	常旭. 多层石墨烯的表面起伏的分子动力学模拟. , 2014, 63(8): 086102. doi: 10.7498/aps.63.086102
[11]	周化光, 林鑫, 王猛, 黄卫东. Cu固液界面能的分子动力学计算. , 2013, 62(5): 056803. doi: 10.7498/aps.62.056803
[12]	陈谷然, 宋超, 徐骏, 王旦清, 徐岭, 马忠元, 李伟, 黄信凡, 陈坤基. 脉冲激光晶化超薄非晶硅膜的分子动力学研究. , 2010, 59(8): 5681-5686. doi: 10.7498/aps.59.5681
[13]	马颖, 陈尚达, 谢国锋. SiC晶界薄膜的变电荷分子动力学模拟. , 2009, 58(11): 7792-7796. doi: 10.7498/aps.58.7792
[14]	邵建立, 王裴, 秦承森, 周洪强. 铁冲击相变的分子动力学研究. , 2007, 56(9): 5389-5393. doi: 10.7498/aps.56.5389
[15]	罗晋, 祝文军, 林理彬, 贺红亮, 经福谦. 单晶铜在动态加载下空洞增长的分子动力学研究. , 2005, 54(6): 2791-2798. doi: 10.7498/aps.54.2791
[16]	杨全文, 朱如曾. 纳米铜团簇凝结规律的分子动力学研究. , 2005, 54(9): 4245-4250. doi: 10.7498/aps.54.4245
[17]	周耐根, 周浪. 外延生长薄膜中失配位错形成条件的分子动力学模拟研究. , 2005, 54(7): 3278-3283. doi: 10.7498/aps.54.3278
[18]	王海龙, 王秀喜, 梁海弋. 应变效应对金属Cu表面熔化影响的分子动力学模拟. , 2005, 54(10): 4836-4841. doi: 10.7498/aps.54.4836
[19]	梁海弋, 王秀喜, 吴恒安, 王宇. 纳米多晶铜微观结构的分子动力学模拟. , 2002, 51(10): 2308-2314. doi: 10.7498/aps.51.2308
[20]	吴恒安, 倪向贵, 王宇, 王秀喜. 金属纳米棒弯曲力学行为的分子动力学模拟. , 2002, 51(7): 1412-1415. doi: 10.7498/aps.51.1412

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