Al原子在Ni基衬底表面的扩散及团簇的形成

• 作者: 张宇文 文大东 赵鹤平 邓永和 高明
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: Ni 基衬底 表面扩散 纳米粒子生长 核壳结构 嵌入原子势 (EAM)
• 年，卷（期）: 2020,（13）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:结构、力学和热学性质
• 页码范围: 259-267
• 页数: 9页
• 字数: 4534字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.69.20200120

摘要

NiAl纳米颗粒具有较高的能量密度和良好的高温力学性能,铝吸附原子在不同镍基表面上的扩散行为与不同扩散机制对铝在镍基表面沉积生长的影响有待进一步阐明.本文通过采用肘弹性带和分子动力学结合嵌入原子势的方法,系统地研究了单个铝吸附原子在镍基表面的扩散行为和纳米颗粒团簇在十面体(DEC)、立方八面体(CUB)和二十面体(ICO)结构上的生长.研究结果表明:Al吸附原子在三种Ni基底上表面扩散的交换与跳跃两种机制,最低的Ehrlich-Schwoebel(ES)势垒为0.38 eV(交换CUB{111}→100})、0.52 eV(交换DEC{111}→100})和0.52 e V(跳跃ICO{111}→111}),从{111}面扩散到{100}面主要以交换机制为主,而相邻两个{111}面之间的扩散则以跳跃机制为主.沉积的铝原子首先倾向于扩散到台阶边缘和顶点附近.随着Al原子数量的增加,沉积的Al原子开始聚集.对于Ni团簇上的Al原子,在较低温度下在镍基底表面沉积Al原子,可以获得良好的Ni核/Al壳结构.对于二十面体结构基底,其对应的核壳团簇的缺陷数最小,随后为十面体结构和八面体结构.随着生长温度的增加NiAl纳米粒子的表面逐渐开始合金化.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	邓永和	湖南工程学院计算科学与电子学院	36	138	5.0	10.0
2	赵鹤平	吉首大学物理与机电工程学院	44	97	5.0	8.0
3	高明	吉首大学物理与机电工程学院	4	0	0.0	0.0
4	文大东	湖南工程学院计算科学与电子学院	3	0	0.0	0.0
5	张宇文	吉首大学物理与机电工程学院	2	0	0.0	0.0