面心立方合金薄膜基态的研究

论文摘要

合金薄膜的基态是研究合金薄膜生长、有序无序相变以及其他特殊性质的理论基础。本文利用蒙特卡罗方法中的模拟退火技术,模拟计算出受限二元面心立方合金薄膜的基态结构以及基态数目。在计算中针对面心立方体系,利用考虑最近邻和次近邻作用的 Ising 模型。通过计算,找到了在次近邻相对最近邻作用较小时薄膜基态数目随原子层数变化的规律。在本文开始,首先简单介绍了与本文课题相关的一些基本知识以及部分背景情况,说明了课题研究的特点及其在科研上的意义。在后面的两章中较详细的介绍了蒙特卡罗方法和我们在计算中所用的具体模型,给出了用于模拟的具体公式和计算流程。在最后一章中首先给出了在次近邻相对最近邻作用为负时偶数层和奇数层基态结果计算的结果,包括基态数目、基态结构、各个结构的哈密顿量分析和相图,通过这些分析,还能给出合金薄膜的基态数目随层数变化的规律:对于偶数层,基态结构数目随原子层数的增加而增加,在 8 层时到达最大值,在随后的偶数层结构中,其基态结构都与 8 层相同。对于奇数层,基态结构数目也随原子层数的增加而增加,在 5 层时到达最大值,在随后的奇数层结构中,其基态结构都与 5 层相同。根据这些结果,文中同样给出了次近邻相对最近邻作用为负时反向筹界对基态结构影响的分析。对于次近邻相对最近邻作用为正的情况,我们给出了奇数层情况下的基态数目随测数变化的规律,而且,这个规律与次近邻相对最近邻作用为负时有很大的区别:从 1 层到 11 层,基态结构数目随原子层数的增加而增加,并在 11层的时候达到最大,从 11 层到 15 层,基态结构数目随原子层数的增加而减小,到 15 层时达到最小,在随后的奇数层结构中,其基态结构都与 15 层相同。偶数层相对于奇数层结构更加复杂,其规律有待进一步研究。

论文目录

• 第1章 引言
• 1.1 选题目的及意义
• 1.2 相关研究状况及进展
• 1.2.1 表面偏析
• 1.2.2 反向筹界
• 1.2.3 基态研究相关背景
• 1.3 论文各部分主要内容
• 第2章 蒙特卡洛方法简介
• 2.1 本章引论
• 2.2 简单抽样
• 2.3 重要性抽样
• 2.4 蒙特卡洛方法模拟计算
• 2.5 蒙特卡洛方法中的模拟退火技术
• 第3章 薄膜体系的模拟计算方法
• 3.1 本章引论
• 3.2 薄膜体系的理论基础
• 3.2.1 格子气模型
• 3.2.2 Ising 模型
• 3.2.3 针对薄膜的Ising 模型
• 3.3 格点遍历
• 第4章 薄膜的基态及其相图
• 4.1 本章引论
• 4.2 0<α< 0.3 时合金薄膜的基态结构
• 4.2.1 N ≥5 时奇数层薄膜的基态结构和相图
• 4.2.2 N ≥6 时偶数层薄膜的基态结构和相图
• 4.2.3 0<α< 0.3 时薄膜的循环结构的比较
• 4.3 α = - 0.2时合金薄膜的基态结构
• 4.3.1 α = - 0.2时奇数层薄膜的基态结构和相图
• 4.3.2 α = - 0.2时偶数层薄膜的基态结构和相图
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢与声明
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果