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《研究鈀團(tuán)簇的熔點(diǎn)》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、MonteCarlo實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、項(xiàng)目名稱：研究耙I才I簇的熔點(diǎn)二、項(xiàng)目內(nèi)容概要本實(shí)驗(yàn)中使用的是軟件MonteLab是使用模特卡羅模擬方法來讓算大塊物體或團(tuán)簇的熱力學(xué)性質(zhì)的軟件。金屬I才I簇是由兒個到兒百個原子的聚合體組成的，金屬團(tuán)簇有不同于大塊金屈或金屈原子的性質(zhì)。木實(shí)驗(yàn)中的研究對象為Pdl3團(tuán)簇，有前面對于團(tuán)簇性質(zhì)的討論可以知道，我們并不能拿到固態(tài)的團(tuán)簇，也并沒冇討論液體團(tuán)簇的意義，因?yàn)橐后w、固體這種常'規(guī)的定義對于易于聚合的團(tuán)簇來說并沒有意義。但是，“融化”對于團(tuán)簇可以有其它的類似意義。Pdl3團(tuán)簇的穩(wěn)定構(gòu)型為二十面體構(gòu)型，這意味著一個穩(wěn)定的團(tuán)簇分子，但是當(dāng)溫
2、度升高時(shí)，團(tuán)簇的構(gòu)型可能會很大程度地偏離二十而體結(jié)構(gòu)，我們把這樣的一個溫度范圍稱為熔點(diǎn)，也就是使團(tuán)簇結(jié)構(gòu)發(fā)生巨變的溫度。雖然與一般的固體物質(zhì)融化從微觀角度來看是十分相近的，但是對于團(tuán)簇分子，其結(jié)構(gòu)巨變的溫度一般是一個溫度范圍而不是一個確定的值。本實(shí)驗(yàn)的口的就是確定這一溫度范圍。在金屬I才I簇中，不同于一般的分子化合物，兩個團(tuán)簇相撞將會聚合成更大的團(tuán)簇而不是彈開，這導(dǎo)致一般對丁團(tuán)簇的研究是在真空屮或者使用其它的隔離團(tuán)簇的手段。MonteLab所模擬的是處在特定溫度下的時(shí)候，采用理想氣體模型的單一大小的團(tuán)簇，但是這種模型其實(shí)是有缺陷，因?yàn)閷?shí)際的氣體和固體小并不存在這樣
3、的形態(tài)。但這并不妨礙我們從中研究有益的物理性質(zhì)。本程序中認(rèn)為因簇形成了低壓，這是為了避免團(tuán)簇的聚合，此時(shí)團(tuán)簇Z間獨(dú)立存在，也就意味著它們沒冇相撞的可能，所以我只需要模擬一個團(tuán)簇分了即可。但是此時(shí)由于一個團(tuán)簇存在于空間中而沒有特定的壓強(qiáng)，因此團(tuán)簇將在全溫度范圍內(nèi)存在自動分裂問題，解決方法是將團(tuán)簇分子限定在一個特定的區(qū)域內(nèi)，拒絕任何離開該區(qū)域的操作，但該方法將會使I才I簇結(jié)構(gòu)與實(shí)際略有不符；另外的解決方案是通過定義鍵長限制來確定是否發(fā)生分裂。MonteLab通過以上限定就基本完成了對丁?體系的定義和存在問題的解決，可以用來計(jì)算體系的物理性質(zhì)。當(dāng)溫度上升至熔點(diǎn)時(shí)，許多參
4、量，如勢能或與質(zhì)心的平均距離曲線會演化出一個彎曲，我們把它當(dāng)做熔點(diǎn)。與塊狀材料不同的是，團(tuán)簇的熔化發(fā)生在一個溫度區(qū)間而非某個特定的溫度。運(yùn)行一系列的模擬，我們能夠獲得Epot二f(T),定位曲線的彎曲段，從而確定熔點(diǎn)。融化前的原子團(tuán)簇，可以從半長軸定義一個原子團(tuán)簇隨著溫度升高，原子間開始相互位移，團(tuán)簇的形狀不再固定，可以認(rèn)為團(tuán)簇開始融化原子團(tuán)箴Q碎片OpQoo兩個原子間最人距離，如果一個原子違法通過B跨到另一個原子，說明產(chǎn)生了碎片任選一個原子，給它一個位移，計(jì)算其轉(zhuǎn)移概率之比，并考慮是否產(chǎn)住碎片，以進(jìn)行接受和拒絕，大量行走后確定整個原子團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)。三、項(xiàng)目實(shí)施方法
5、進(jìn)入MBACLUSTER文件，編譯MonteLab.6.f文件。用到的命令為：f95MonteLab.6.f-oMonteLab.6.exe之后運(yùn)行編譯出來的可執(zhí)行文件，用到的命令為；./MonteLab?6.exe然后按照inputClustcr文件里面給出的順序輸入命令。Z后可以得到三個文件，分別是Data.pdl050k,Conf.pdl3_1050k,s.r.pdl3_1050ko用gedit命令打開Data,pd1050k文件，得到每走1000步以后得到的數(shù)據(jù)。查看最終的數(shù)據(jù)可以得到如下圖所示的數(shù)據(jù)：其中Averagepotentialenergy為最后
6、原子的平均是能,Averagesurfacepotentialenergy為平均表面能，Heatcapacity為熱容。將所給出的六個數(shù)據(jù)記錄下來。之后改變輸入的溫度，從50k開始，一直到2200k,每50k為一個間隔，重復(fù)上述步驟，得到一系列溫度下的能量和熱容的數(shù)據(jù)。先做岀一條曲線，Z后在熱容的最高點(diǎn)附近，即1200k左右，每10k取一個點(diǎn)，將溫度分別改為1100k,1110k,1120k,1130k,1140k,1150k,1160k,1170k,1180,1190k,1200k,1210k,1220k,1230k,1240k,1250k,1260k,1270
7、k,1280k,1290k,1300k。最后分別以六個數(shù)據(jù)為縱坐標(biāo)，以溫度為橫坐標(biāo)做出曲線。得到這些數(shù)拯與溫度之間的關(guān)系。四、項(xiàng)目實(shí)施結(jié)果得到的六個數(shù)據(jù)和相應(yīng)的溫度溫度(K)EE(finalconfigrationE(surface)E(surfacepotentialCvAvereigemetindistanccto)energyoffinalconfigration)thecentreofmass50-34.548773-34.55351998-31.58447222-31.5452171116.865928872.335853366100-34.476059
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