液态Ta快凝过程中团簇的遗传及其与局域对称性的关联

作者：文大东^*; 祁青华; 黄欣欣; 易洲; 邓永和; 田泽安; 彭平

来源：Acta Physica Sinica, 2023, 72(24): 135-144.

• 分子动力学
• 团簇
• 遗传
• 局域对称性

金属玻璃是液态金属在某种程度上的“冻结”,探明液态金属的结构特征及其在快凝过程中的演化特性,有助于理解玻璃转变和玻璃形成能力的微结构机制.为此,本文采用分子动力学,模拟研究了液态金属Ta的快凝过程.并用双体分布函数、最大标准团簇、遗传跟踪等方法,对快凝Ta的微结构特征及其演化特性进行了表征和分析.结果表明,快凝金属Ta的原子组态是各种Kasper团簇及变形结构,其中占比最高的是Z13 Kasper团簇.连续遗传起始温度和阶段遗传分数均可用来表征团簇结构遗传能力的大小.最大标准团簇的对称性可以采用局域对称性参数(LSP)来定量表征,局域五次对称参数(LSP5)越大其遗传能力越强.各类团簇在能量区间出现的频率均服从高斯分布,其平均原子势能期望值(Eexpj)与LSP呈近似线性关系,且Eexpj随LSP5的增大而降低.高的局域五次对称性降低了团簇的平均原子势能,从而增强了这类团簇的结构遗传能力.

• 单位
  机电工程学院; 湖南工程学院; 湖南大学