【摘 要】
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由于Ag纳米粒子具有高导电性和导热性、优异的抗菌性、成本相对较低等优点,已成为目前应用最为广泛的纳米材料之一。除了一般纳米材料拥有的性能外,Ag纳米粒子还具有独特的光学、电学和催化性能。进一步了解Ag纳米团簇的性质,探索其更多的应用价值,是目前需要研究的重要内容。本文采用基于嵌入原子势模型的分子动力学方法对具有二十面体结构粒径小于3.5nm的Ag纳米小团簇以及具有面心立方结构的粒径大于3.5nm的
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由于Ag纳米粒子具有高导电性和导热性、优异的抗菌性、成本相对较低等优点,已成为目前应用最为广泛的纳米材料之一。除了一般纳米材料拥有的性能外,Ag纳米粒子还具有独特的光学、电学和催化性能。进一步了解Ag纳米团簇的性质,探索其更多的应用价值,是目前需要研究的重要内容。本文采用基于嵌入原子势模型的分子动力学方法对具有二十面体结构粒径小于3.5nm的Ag纳米小团簇以及具有面心立方结构的粒径大于3.5nm的Ag纳米大团簇在间接升温、间接降温过程中的变化进行了研究,并对原子平均能量、对分布函数、原子堆积结构、原子的压力分布等结果进行了分析。在熔化过程中,大粒径Ag纳米团簇会出现预熔的现象。并且随着温度的升高,大粒径和小粒径的Ag纳米团簇中受拉原子数逐渐增多,导致团簇的堆积结构发生改变,整体形状也随之发生变化。在凝结过程中,随着体系温度的持续下降,原子的排列混乱程度逐渐降低直至所有原子达到平衡状态,团簇中受拉、受压的原子数逐渐减少。当温度降至室温时,Ag147团簇恢复为二十面体结构,其他小粒径Ag纳米团簇呈现面心立方堆积结构。一部分大粒径Ag纳米团簇会逐渐转变为具有界面的多个面心立方结构组成的堆垛结构,另一部分大粒径Ag团簇会出现二十面体构型。仅大粒径Ag纳米团簇的熔点随粒径尺寸的增加而增加,其凝结点以及小尺寸Ag团簇的熔点和凝结点随温度呈现震荡变化的规律。在降温过程,无论是小粒径Ag团簇还是大粒径Ag团簇在凝结温度区间相对于升温过程的熔化温度区间都产生了明显的滞后现象。论文结果对于精确控制制备具有特定形状、性质的Ag纳米团簇,并对其在特定环境使用时发生的结构转变及对性质的影响等具有重要的意义。同时深入研究Ag纳米团簇的熔化、凝结热力学特性对于开发性能良好的纳米尺度电子器件和催化剂具有深远的意义。
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