Luận văn Thạc sĩ Khoa học vật chất: Nghiên cứu cấu trúc và cơ chế khuếch tán trong SiO2 lỏng bằng phương pháp mô phỏng

Đề tài nghiên cứu nhằm xây dựng mẫu ôxít SiO2 lỏng với kích thước 1998 nguyên tử (666 Si và 1332 O) ở nhiệt độ 3200 K. Các đặc trưng cấu trúc của các mẫu vật liệu được khảo sát thông qua hàm phân bố xuyên tâm (HPBXT) thành phần, phân bố số phối trí (SPT) và phân bố góc liên kết (PBGLK) trong giải áp suất từ 0 đến 25GPa.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Khoa học vật chất: Nghiên cứu cấu trúc và cơ chế khuếch tán trong SiO2 lỏng bằng phương pháp mô phỏng ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM PHẠM XUÂN TRƯỜNG NGHIÊN CỨU CẤU TRÚCVÀ CƠ CHẾ KHUẾCH TÁN TRONG SiO2 LỎNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNGLUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT THÁI NGUYÊN - 2017 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM PHẠM XUÂN TRƯỜNG NGHIÊN CỨU CẤU TRÚCVÀ CƠ CHẾ KHUẾCH TÁN TRONG SiO2 LỎNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG Chuyên ngành: Vật lí chất rắn Mã số: 60.44.01.04LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT Người hướng dẫn khoa học: TS. Phạm Hữu Kiên THÁI NGUYÊN - 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là đề tài của riêng tôi, do chính tôi thực hiện dướisự hướng dẫn của TS. Phạm Hữu Kiên và trên cơ sở nghiên cứu các tài liệutham khảo. Nó không trùng kết quả với bất kì tác giả nào từng công bố. Nếu saitôi xin chịu trách nhiệm trước hội đồng. Thái Nguyên, ngày tháng 4 năm 2017 Tác giả luận văn Phạm Xuân Trường i LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Phạm Hữu Kiên, thầy đã nhiệttình hướng dẫn và giúp đỡ cho tôi trong quá trình hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo Khoa Vật lý, Trường Đạihọc Sư phạm Thái Nguyên đã tạo điều kiện cho tôi được học tập và làm việctrong quá trình thực hiện luận văn. Xin chân thành cảm ơn Phòng đào tạo, Trường Đại học Sư phạm TháiNguyên đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thực hiện luận văn. Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình, đồng nghiệp, anh chị em lớp Cao họcVật lý chất rắn K23 đã dành nhiều tình cảm, động viên, giúp đỡ tôi vượt quanhững khó khăn để hoàn thành luận văn. Thái Nguyên, ngày tháng 4 năm 2017 Tác giả luận văn Phạm Xuân Trường ii MỤC LỤCLỜI CAM ĐOAN................................................................................................ iLỜI CẢM ƠN .................................................................................................... iiMỤC LỤC ......................................................................................................... iiiDANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ..................................... ivDANH MỤC BẢNG .......................................................................................... vDANH MỤC HÌNH .......................................................................................... viMỞ ĐẦU ............................................................................................................. 1 1. Lý do chọn đề tài ......................................................................................... 1 3. Phương pháp nghiên cứu của đề tài............................................................. 2 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài............................................... 2 5. Dự kiến đóng góp của đề tài ........................................................................ 2 6. Cấu trúc của đề tài ....................................................................................... 2Chương 1 TỔNG QUAN ................................................................................... 4 1.1. Cấu trúc và các tính chất về vật liệu SiO2 ở trạng thái lỏng..................... 4 1.2. Một số phương pháp mô phỏng................................................................ 7 1.2.1.Tổng quan về các phương pháp mô phỏng ........................................ 7 1.2.2. Các phương pháp mô phỏng .............................................................. 9 1.3. Mô phỏng cơ chế khuếch tán.................................................................. 12 1.3.1. Các định luật khuếch tán ................................................................. 12 1.3.2. Cơ chế khuếch tán ........................................................................... 13Chương 2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN.................................................... 20 2.1. Phương pháp động lực học phân tử ........................................................ 20 2.2. Thế tương tác .......................................................................................... 24 2.3. Gần đúng Ewald-Hansen ........................................................................ 25 2.4. Xác định các đặc trưng vi cấu trúc và tính chất của mô hình ................ 26 2.4.1. Hàm phân bố xuyên tâm .................................................................. 27 2.4.2. Xác định số phối trí và độ dài liên kết............................................. 30 iii 2.4.3. Xác định phân bố góc ...................................................................... 31 2.4.4. Xác định cơ chế khuếch tán............................................................. 32Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................................... 35 3.1. Khảo sát cấu trúc của SiO2 lỏng theo áp suất ......................................... 35 3.2. Khảo sát tính đa thù hình của SiO2 lỏng ................................................ 41 3.3. Khảo sát cơ chế khuếch tán trong SiO2 lỏng theo nhiệt độ .................... 46KẾT LUẬN.................................................................................... ...