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氧化硅团簇切削单晶硅粗糙峰的分子动力学模拟研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:Acta Physica Sinica
  • 时间:2012
  • 页码:475-481
  • 分类:TG111.4[金属学及工艺—物理冶金;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]清华大学摩擦学国家重点实验室,北京100084
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(批准号:2009CB724201)、国家自然科学基金(批准号:91023016)和国家自然科学基金创新研究群体科学基金(批准号:51021064)资助的课题.
  • 相关项目:微纳制造中的表面/界面行为及控制技术研究
中文摘要:

应用分子动力学模拟方法研究了氧化硅团簇在不同的切削深度下切削单晶硅粗糙峰的过程,考察了切削过程中粗糙峰和氧化硅团簇形态变化、团簇的受力状况、粗糙峰原子配位数和温度分布等.模拟结果表明:切削深度小于0.5nm时,被去除的材料以原子或者原子簇形式存在,并黏附在颗粒表面被带走;当切削深度增大至1nm时,材料的去除率增大,并形成大的切屑.在切削过程中,由于压力和温度的升高,粗糙峰切削区域的单晶硅转变为类似Si-Ⅱ相和Bct5-Si相的过渡结构,在切削过程后的卸载阶段,过渡结构由于压力和温度的下降转变为非晶态结构.

英文摘要:

The molecular dynamics simulation method is used to study the process of silica particle cutting the roughness surface at various cutting depths. The conditions of the asperity and the particle, force bearing state of particle, the distributions of coordination number and temperature in the asperity are investigated. The simulation results show that the material removal rate is small when the cutting depth is smaller than 0.5 nm, and the removed atoms sticking to the silica particle are in single atom or atom cluster form. When the cutting depth is larger than 1 nm, the material removal rate becomes larger; meanwhile a larger scrap is formed. The crystalline silicon is converted into a locally ordered transient structure which is similar to Si-I and Bct5-Si with the increases of temperature and pressure in the cutting process; then the transient structure forms amorphous silicon directly as the temperature and pressure decrease after the cutting process.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876