發(fā)布時(shí)間：2021-08-29 12:11

　　非密堆結(jié)構(gòu),例如鉆石晶格結(jié)構(gòu),是一類擁有低堆積密度的材料。隨著光子技術(shù)的發(fā)展,具有可見(jiàn)光波長(zhǎng)大小的（膠體大小尺度的）單元以立方鉆石晶格堆積形成的非密堆結(jié)構(gòu)被發(fā)現(xiàn)可以擁有完全的三維光子帶隙,于是被認(rèn)為是一種理想的光子晶體材料。然而,膠體之間沒(méi)有分子尺度下的共價(jià)鍵或是氫鍵的作用。一般情況下,在低濃度的膠體溶液中,疏松的堆積空間以及非密堆結(jié)構(gòu)的力學(xué)不穩(wěn)定性都導(dǎo)致了非密堆結(jié)構(gòu)很難通過(guò)自發(fā)結(jié)晶形成。最近,人們發(fā)現(xiàn)引入隨時(shí)間振蕩的相互作用的體系可以進(jìn)入一種非平衡穩(wěn)態(tài),同時(shí)這種情況下可能產(chǎn)生一些在固定相互作用的情況下所得不到的重要的有序結(jié)構(gòu)。由這種非平衡態(tài)的手段的啟發(fā),也稱做耗散自組裝的方法,我們尋求利用相似的手段找到一種可能的合成三維非密堆結(jié)構(gòu)的技術(shù),并且試圖去理解這些現(xiàn)象背后的本質(zhì)。本文中,我們利用數(shù)值模擬,將振蕩溶液pH的方法應(yīng)用到三維的正負(fù)帶電粒子混合的溶液體系中,其中粒子的帶電量受溶液的pH值影響,并且我們研究了這些體系對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的行為。首先,我們利用開(kāi)源的LAMMPS代碼,將過(guò)阻尼的朗之萬(wàn)動(dòng)力學(xué)與NPT系綜相結(jié)合,以此來(lái)更好地研究忽略邊界效應(yīng)的材料內(nèi)部的行為。我們將這種模擬方法應(yīng)用到了二維... 

【文章來(lái)源】：南京大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 光子晶體
        1.1.1 簡(jiǎn)介
        1.1.2 三維光子晶體
    1.2 非密堆結(jié)構(gòu)
    1.3 三維非密堆光子晶體制備的研究進(jìn)展
        1.3.1 利用帶電納米粒子的自組裝
        1.3.2 表面補(bǔ)丁膠體的自組裝
        1.3.3 利用支撐晶格的自組裝
    1.4 非平衡態(tài)自組裝
    1.5 本文的主要內(nèi)容
第二章 帶電膠體模型與模擬方法
    2.1 朗之萬(wàn)動(dòng)力學(xué)
        2.1.1 自由粒子速度的朗之萬(wàn)方程
        2.1.2 隨機(jī)力的時(shí)間關(guān)聯(lián)
    2.2 帶電膠體間的相互作用
        2.2.1 Lennard-Jones相互作用
        2.2.2 LJ約化單位制
        2.2.3 屏蔽Coulomb相互作用
    2.3 模擬系綜的選擇
    2.4 溶液pH震蕩的引入
    2.5 晶體結(jié)構(gòu)的表征方法
        2.5.1 徑向分布函數(shù)
        2.5.2 鍵角序參量
    2.6 模擬方法的驗(yàn)證
        2.6.1 pH振蕩體系在二維的非平衡態(tài)自組裝
        2.6.2 三維帶電體系的平衡態(tài)自組裝
第三章 三維體系中的非平衡態(tài)自組裝
    3.1 等效相互作用分析
    3.2 正負(fù)帶電體系在不同pH振蕩條件A下的模擬
        3.2.1 石墨狀混合結(jié)構(gòu)
        3.2.2 橋接的石墨狀結(jié)構(gòu)
        3.2.3 兩種鉆石結(jié)構(gòu)
        3.2.4 收縮的鉆石結(jié)構(gòu)
        3.2.5 簡(jiǎn)單立方結(jié)構(gòu)
        3.2.6 小結(jié)
    3.3 正負(fù)帶電體系在不同相互作用強(qiáng)度U_m下的模擬
    3.4 Madelung晶格能的分析
    3.5 無(wú)序結(jié)構(gòu)中一些現(xiàn)象的討論
        3.5.1 相互作用強(qiáng)度比對(duì)無(wú)序結(jié)構(gòu)的影響
        3.5.2 非單調(diào)的擴(kuò)散變化現(xiàn)象
第四章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
科研成果
致謝



本文編號(hào)：3370634