鎳鋁及其合金團(tuán)簇結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的PSO-SA模擬.pdf

1、團(tuán)簇作為微觀層次上有限原子的聚集體，具有奇特的幾何結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)與磁性。對團(tuán)簇的研究不僅有助于深入了解團(tuán)簇本身的性質(zhì)，也有助于更進(jìn)一步了解相應(yīng)塊體的物理性質(zhì)。 粒子群算法是一種基于群智能方法的演化計(jì)算技術(shù)，具有深刻的智能背景，廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究和工程問題。針對粒子群算法早熟收斂和局部搜索能力不足的缺陷，本文引入局部搜索能力強(qiáng)的模擬退火算法對其進(jìn)行優(yōu)化，提出了基于模擬退火的粒子群算法。 本文采用基于模擬退火的粒子群算法，應(yīng)

2、用TB-SMA和Sutton-chen多體勢優(yōu)化計(jì)算了Al，Ni和Ni-Al合金團(tuán)簇的基態(tài)能量，得到其基態(tài)構(gòu)形，并對團(tuán)簇的穩(wěn)定性、對稱性和平均鍵長進(jìn)行研究；采用基于密度泛函理論的贗勢平面波和基于Hohenberg-Kohn定理的局域密度近似的密度泛函理論計(jì)算程序分別對Ni，Al和Ni-Al合金團(tuán)簇的態(tài)密度進(jìn)行計(jì)算，并對NiAln的電子性質(zhì)進(jìn)行研究，分析了s，p和d軌道電子的相互作用規(guī)律，研究了合金團(tuán)簇中Ni和Al對總態(tài)密度的影響。

3、 通過對基于模擬退火的粒子群算法用于團(tuán)簇模擬的迭代曲線的研究說明該方法在團(tuán)簇結(jié)構(gòu)優(yōu)化中具有高效的全局搜索能力。對Ni和Al團(tuán)簇的研究表明兩種團(tuán)簇都是基于二十面體結(jié)構(gòu)，且均存在“奇偶”振蕩和“幻數(shù)”效應(yīng)。因?yàn)楫悩?gòu)體的存在，研究合金團(tuán)簇的基態(tài)構(gòu)形比單質(zhì)團(tuán)簇要困難得多，本文對Ni-Al合金團(tuán)簇的基態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重點(diǎn)研究。Ni-Al合金團(tuán)簇的基態(tài)構(gòu)形主要也是基于二十面體結(jié)構(gòu)的。當(dāng)Ni-Al合金團(tuán)簇中Al原子數(shù)目比Ni原子多時(shí)，團(tuán)簇傾向于形成層狀

4、結(jié)構(gòu)；Al原子數(shù)目比Ni原子少時(shí)，Al原子和Ni原子會混雜在一起。鋁團(tuán)簇的態(tài)密度分析表明隨著團(tuán)簇內(nèi)部s-p電子雜化的逐漸增強(qiáng)，鋁團(tuán)簇的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性也隨之增加。鎳團(tuán)簇中原子對能級的貢獻(xiàn)主要來自d軌道的電子，且在費(fèi)米能級附近出現(xiàn)較強(qiáng)的峰。鎳鋁合金團(tuán)簇中各元素含量的不同，相應(yīng)的分波態(tài)密度曲線也不同，d軌道電子主要作用在費(fèi)米能級EF附近，在小于費(fèi)米能級EF處，鎳鋁合金團(tuán)簇的分態(tài)密度以s，p軌道為主，Ni原子主要貢獻(xiàn)在費(fèi)米能級EF附近。對NiAln