题目：双元金属纳米粒子结构稳定性的模拟研究

相比单质金属，双元金属纳米粒子具有更加丰富的物理化学性质，甚至单质金属所不具备的新特性，在电子、医药特别是催化领域拥有广阔的应用前景。从基础研究来说，由于双元金属纳米粒子尺寸小，且体系复杂，实验上很难把量子尺寸效应、表面效应等对其奇特物理化学性质的作用机理搞清楚。而模拟计算的方法，不仅可以为探究双元金属纳米粒子结构与性能的相互作用规律提供了有效的研究手段，而且有助于预测、指导设计新型的纳米材料。本论文旨在探索双元金属纳米粒子结构的分子动力学研究方法和思路，研究组分、尺寸、电子结构等对结构的影响以及结构与催化、吸附性质等之间的关系。论文运用基于分析型紧束缚势的分子动力学方法对L10结构和有序畴结构的FePt纳米粒子进行研究，计算了两种结构的晶体结构常数和物理性质。采用分析型紧束缚理论和分子动力学方法研究了不同结构FePt的弛豫过程，得到了其晶格常数、表面能、界面能等基本物理化学参数等，计算结果与已有的实验结果和其他理论结果一致，证明分析型紧束缚理论适用于FePt的结构和相关物理性质的研究。同时对两种结构的聚合能进行了计算，有序畴结构的聚合能高于L10结构，即有序畴结构不如L10结构稳定。去除棱边原子后，体系更加稳定。通过(001)面晶面间距的统计分析，发现最外层(001)面原子受压应力作用，次外层原子受到张应力，而去除棱边原子在一定程度上抑制了最外层原子的收缩。另外从纳米粒子生长的角度研究粒子结构，对有序畴结构Pt表面的单原子吸附作用进行了计算。计算发现，单个Pt原子比Fe原子更容易吸附，且由于表面处配位数高，Pt原子吸附在靠近表面的中心区域；而去除棱边原子后，单个Fe原子更容易吸附，且优先吸附在棱边位置。