氮化碳微觀結構及團簇沉積的分子動力學模擬.pdf

1、本論文對晶態(tài)、液態(tài)和非晶態(tài)C3N4的微觀結構進行了分子動力學模擬。模擬結果顯示：在C3N4晶體中，C和N原子的配位數(shù)分別為3．92和3．07，C為四面體配位；液態(tài)C3N4中，C和N原子的配位數(shù)分別為3．61和2．52，鍵角和鍵長的分布范圍明顯變寬，結構處于無序狀態(tài)；非晶C3N4的結構中C—N鍵的鍵角和鍵長分布與晶態(tài)C3N4基本一致，說明構成非晶C3N4與晶態(tài)C3N4的結構基元相同。非晶C3N4中C和N的配位數(shù)分別為3．46和2．26，比

2、C3N4晶體下降，表明結構中石墨型構型增加。計算得到β—C3N4的體彈性模量為436．1GPa，與Liu采用可變晶格模型分子動力學（VCS—MD）從頭計算法計算得到的體彈性模量437GPa基本一致。 用分子動力學方法和第一性原理方法模擬了單個C、N原子以及C2、N2、CN團簇在硬質合金表面的沉積過程，為小原子團簇與表面的作用搭建了兩種不同的吸附模型，即物理吸附模型和化學吸附模型，基體溫度分別取為298K、500K和700K。模擬

3、中，計算了不同基體溫度下團簇與表面的相互作用能，并對團簇在襯底表面的吸附結構、吸附能以及成鍵情況進行了討論；還研究了原子（團簇）在Si（100）表面和高速鋼表面的吸附機理，以探討不同襯底材料對CNx薄膜生長的影響。模擬結果顯示：C、N原子與三種晶面都成化學吸附，但C、N在高速鋼表面的吸附最穩(wěn)定，硬質合金表面對N原子的選擇性吸附要明顯強于C原子，這對硬質合金表面的氮化和提高薄膜中氮的含量極為有利；WC（100）表面由于C2的吸附具有金屬性