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氮化碳微观结构及团簇沉积的分子动力学模拟

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毕业论文范文题目:氮化碳微观结构及团簇沉积的分子动力学模拟,论文范文关键词:氮化碳微观结构及团簇沉积的分子动力学模拟
氮化碳微观结构及团簇沉积的分子动力学模拟毕业论文范文介绍开始:
【论文摘要】:β-C_3N_4是首先在理论上预测的,结构类似于β-Si_3N_4,硬度有可能超过金刚石的一种非天然共价化合物。在原子、分子尺度上研究其微观结构变化及团簇沉积CN_x薄膜的动力学过程对探讨薄膜生长的物理机制,改进薄膜质量是至关重要的。本论文对晶态、液态和非晶态C_3N_4的微观结构进行了分子动力学模拟。模拟结果显示:在C_3N_4晶体中,C和N原子的配位数分别为3.92和3.(本文此处忽略..)07,C为四面体配位;液态C_3N_4中,C和N原子的配位数分别为3.61和2.52,键角和键长的分布范围明显变宽,结构处于无序状态;非晶C_3N_4的结构中C—N键的键角和键长分布与晶态C_3N_4基本一致,说明构成非晶C_3N_4与晶态C_3N_4的结构基元相同。非晶C_3N_4中C和N的配位数分别为3.46和2.26,比C_3N_4晶体下降,表明结构中石墨型构型增加。计算得到β-C_3N_4的体弹性模量为(略..)436.1GPa,与Liu采用可变晶格模型分子动力学(VCS-MD)从头计算法计算得到的体弹性模量437GPa基本一致。用分子动力学方法和第一性原理方法模拟了单个C、N原子以及C2、N2、CN团簇在硬质合金表面的沉积过程,为小原子团簇与表面的作用搭建了两种不同的吸附模型,即物理吸附模型和化学吸附模型,基体温度分别取为298K、500K和700K。模拟中,计算了不同基体温度下团簇与表面的相互作(略..)用能,并对团簇在衬底表面的吸附结构、吸附能以及成键情况进行了讨论;还研究了原子(团簇)在Si(100)表面和高速钢表面的吸附机理,以探讨不同衬底材料对CN_x薄膜生长的影响。模拟结果显示:C、N原子与三种晶面都成化学吸附,但C、N在高速钢表面的吸附最稳定,硬质合金表面对N原子的选择性吸附要明显强于C原子,这对硬质合金表面的氮化和提高薄膜中氮的含量极为有利;WC(100)表面由(略..)于C2的吸附具有金属性,CN吸附在WC(100)表面上时在W和CN之间存在比较强的离子键。在硬质合金、单晶硅和高速钢表面,模拟出了对生长CN_x薄膜有利的衬底温度分别为500K、700K和298K。


以上为本篇毕业论文范文氮化碳微观结构及团簇沉积的分子动力学模拟的介绍部分。
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