氧化鋅團簇高壓相變的分子動力學模擬.pdf

1、ZnO因其各種優(yōu)良的性能，具備很好的應用前景。ZnO納米材料由于其材料顆粒的尺寸小，比表面積大，從而具有明顯的表面與界面效應，量子尺寸效應，體積效應與量子隧道效應以及高分散性等特點，使其在光、電、磁、化學等方面具有比塊體氧化鋅更優(yōu)越的性能。ZnO常溫常壓下為四近鄰的纖鋅礦結構，當外加壓強到9GPa時，會轉(zhuǎn)變?yōu)榱彽膸r鹽礦結構。由于表面效應ZnO團簇的相變壓強大于塊體的相變壓強。兩維的納米片，一維的納米線和納米棒的高壓分子動力學模擬都顯

2、示其都存在五近鄰的中間結構，但是對于零維的ZnO團簇還有待進一步研究。本論文采用分子動力學模擬方法，分別對不同表面形貌的ZnO團簇進行高壓相變模擬來研究ZnO團簇的從纖鋅礦結構到巖鹽礦結構的高壓相變機制，這對發(fā)展新型ZnO半導體材料有一定的理論參考價值。
　　 本論文用分子動力學方法模擬了ZnO納米團簇在外加壓強下從四近鄰的纖鋅礦結構到六近鄰巖鹽礦結構的轉(zhuǎn)變過程，并發(fā)現(xiàn)其轉(zhuǎn)變過程受表面形貌影響很大。我們發(fā)現(xiàn)c軸對稱的六棱柱結構多

3、面體ZnO納米團簇表面沒有紊亂結構時，其在高壓下首先從晶體(001)和(001-)面的一邊開始沿著纖鋅礦結構c軸方向壓縮形成完美的單一疇晶五近鄰結構的中間態(tài)，隨著壓強繼續(xù)增加，這種五近鄰結構將會通過在(001)和(001-)面結構重組從鍵角由120度變成90度，轉(zhuǎn)變成單一疇晶的巖鹽礦結構。對于有表面紊亂的多面體ZnO納米團簇來說，隨著表面紊亂的結構形貌的區(qū)域增加，局部的形貌會變得更像球面，團簇將受到各個方向上均等的壓力，從而很難像完美形