摘要势函数的构建是材料的原子尺度计算机模拟的基础。本课题选择 BCC 金属 Ta 为研 究对象，目标是建立能够准确描述该合金的势函数。首先综述了各种势函数的形式，选 择 Tersoff 势函数来描述金属 Ta 的结构和性质。搜集了金属 Ta 的结构和性质数据，用 Gulp 软件对这些数据进行拟合，得到势函数参数，建立了能够对 Ta 的结构和性能进行很好描 述的 Tersoff 势。该势函数能够正确预测金属的晶格常数、体模量、弹性模量等基本性质， 并能较好描述金属中的空位形成能、自间隙原子形成能等。73780

毕业论文关键词 势函数 晶格常数 计算机模拟 空位形成能 自间隙原子

Title Metal tantalum construction bond order potential function

Abstract   The construction of potential function is the basis of the materials of atomic scale computer simulations。 This topic choose BCC metal Ta as the research object, the goal is to set up to be able to accurately describe the potential function of the alloy。 First summarized the various forms of potential function, choose Tersoff potential function to describe the structure and properties of metal Ta。Collected, the structure and properties of metal Ta data with Gulp software to fit the data, get the potential function parameter, established on the structure and properties of Ta can well describe the Tersoff potential。 The potential function can correctly predict the lattice constant of the metal, body modulus, the basic properties such as elastic modulus, and can better describe the vacancy formation energy, and the formation energy of the self-interstitial atom。

Keywords   potential function   lattice parameter   computer simulation vacancy formation energy  self-interstitial atoms

目 次

1 绪 论 2

1。1 课题背景及意义 2

1。2 金属钽及其应用 2

1。3 计算机模拟在材料科学中的应用 3

2 势 函 数 理 论 5

2。1  势函数的类型 5

2。2  金属势函数 5

2。3 Tersoff 势函数 7

2。4  钽势函数的发展 8

3 钽的键序势函数构建 10

3。 1 拟合思路与方法 10

3。2 拟合过程与结果 11

3。3 空位形成能计算 13

3。4 自间隙原子能量计算 14

结论 23

致谢 24

参 考 文 献 25

1 绪论

1。1 课题的背景及意义

原子水平上计算机模拟的基础是原子间的相互作用势，所以势函数的精确性将影响到模 拟结果的准确性，计算机模拟所需要的模拟时间取决于势函数的复杂程度。如果对某一材料 使用第一原理，则很难获得准确的计算结果。在一定的物理模型下发展研原子间的相互作用 势，从而研究材料在不同状态下的行为以及其性质。这成为材料科学中一种必要的手段。在 早期，原子间的相互作用势大多数都是纯经验拟合势，近年来通过理论计算验证，发展了一 些半经验的“有效势”。