分子动力学模拟实验报告篇一:分子动力学实验报告 md2分子动力学实验报告( XX 至 XX 学年第_2_学期)班级:姓名:学号:实验名称:晶体点缺陷成绩:一、实验目的计算空位形成能和间隙原子形成能。
探究形成的空位和间隙原子所在的位置不同其形成能的变化。
以及空位和间隙原子的浓度不同时其空位能和间隙原子形成能的变化。
二、实验原理点缺陷普遍存在于晶体材料中,它是晶体中最基本的结构缺陷,对材料的物理和化学性质影响很大。
根据点缺陷相对于理想晶格位置可能出现的几种主要偏差状态,可将其命名如下:(1)空位:正常节点位置上出现的原子空缺。
(2)间隙原子(离子):指原子(离子)进入正常格点位置之间的间隙位(本文来自:小草范文网:分子动力学模拟实验报告)置。
(3)杂质原子(离子):晶体组分意外的原子进入晶格中即为杂质,杂质原子若取代晶体中正常格点位置上的原子(离子)即为置换原子(离子),也可进入正常格点位置之间的间隙位置而成为填隙的杂质原子(离子)。
一般情况下,空位、间隙原子都是构成晶体的原子或离子偏离原有格点所形成的热缺陷。
在一定温度下,晶体中各原子的热振动状态和能量并不同,遵循麦克斯韦分布规律。
热振动的原子某一瞬间可能获得较大的能量,这些较高能量的原子可以挣脱周围质点的作用而离开平衡位置,进入到晶格内的其他位置,于是在原来的平衡格点位置上留下空位。
根据原子进入晶格内的不同位置,可以将缺陷分为弗伦克尔(Frenkel)缺陷和肖特基(Schottky)缺陷。
点缺陷都只有一个原子大小的尺度,因此不容易通过实验对其进行直接的观察。
而且实验方法研究缺陷时利用较多的还是缺陷对晶体性质的影响。
例如,通过测量晶体的膨胀率和电阻率的变化规律,即可对点缺陷的存在、运动和相互作用等方面展开间接的研究。
分子动力学方法对金属材料原子尺度物理和化学过程的研究具有实验法无法比拟的优势,可直观的模拟和分析晶体中的点缺陷。
若我们搭建完整晶体的原子个数为N,能量为E1,通过删除和增加一个原子得到空位和间隙原子,充分弛豫后体系能量为E2,则空位形成能Ev 和间隙原子形成能Ei分别为:三、实验过程(1)进入2_point文件夹$cd口2_point(2)运行in.inter文件,得到Cu的八面体间隙原子的图像,以及体系的总能量的变化,计算出八面体间隙原子的形成能。