用MC模拟方法在计算机内模拟系统O/Ru(0001)的吸附状况

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在过去的LEED实验和STM实验工作中都对O/Ru(0001)吸附系统的吸附状况进行了研究,结果在LEED实验相图中没有发现p(2×2)和p(2×1)结构的共存相,但在STM实验中却发现了他们的共存结构。为了从这两个矛盾的结果中得出一个正确的结论,在这篇文章中主要用蒙特卡罗模拟方法在三角形晶格气体模型的基础上对O/Ru(0001)吸附系统的吸附状况进行了计算机模拟。考虑到以前对于O/Ru(0001)吸附系统进行过的理论研究的经验以及不久前在s/Ru(0001)系统模拟过程中得到p(2×2)和31/2×31/2R30°结构共存相的提示,通过正确选择模拟系统哈密顿量表达式中各近邻间相互作用量的值,在glauber kinetics条件下模拟出了系统的T-θ全相图,图中包含了p(2×2)岛状结构的域A,完全p(2×2)结构的域B,p(2×2)和p(2×1)结构共存的域C以及完全p(2×)结构的域D;在p(2×2)和p(2×1)结构共存的温度和化学势条件下采用kawasaki kinetics条件模拟出了随着吸附率的改变而发生的p(2×2)到p(2×1)结构相变的位形图,从直观的位形图中可以看到和在STM实验中所观察到的一样的p(2×2)和p(2×1)两相共存的具体情况;最后为了得到在二级相变临界点处临界指数比α/ν和γ/ν的值,根据所得的CN和XN最大值画出了lnCNmax-lnN和lnXymax-lnN两条直线图,从所得直线斜率值可以看到本次模拟所得临界指数比值与q=4类potts模型理论值以及LEED实验中所得的临界指数比值之间都有一定差异,因此在文章最后部分从模型的选择,模型中各参数的选择以及MC模拟涨落等方面对结果误差进行了总结和分析。作为本次模拟所得到的最大的结果,文章中用一系列的简单图表对系统相图中所表达的信息进行了详细的分析和验证,指出了模拟的成功性以及不可避免的一些统计误差。根据需要,文章在开始部分还对一些基本的概念,如蒙特卡罗模拟方法,序参量,potts模型等以及在本文中对这些方法和概念所进行的具体的运用做了一些简单的介绍。
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