《表1 单晶铜磨料磨损的分子动力学参数》

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《纳米单晶铜磨料磨损行为的分子动力学研究》

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单晶铜机械化学抛光的分子动力学仿真模拟是在开源软件LAMMPS下进行的，分子动力学模型如图1所示，单晶铜机械化学抛光模型由两部分构成：（100）晶面构成的单晶铜基体和刚性的球形磨料。模型中，单晶铜基体划分为牛顿层、恒温层和固定层3部分[20—22]。其中，牛顿层用于探究化学机械抛光的机理和规律；恒温层用于确保整个抛光的摩擦磨损过程在300 K恒温下进行；固定层用于稳固模型，防止模拟过程中发生模型偏移和边界减小。在基体模型中，x和z方向设定周期性边界条件（Periodic Boundary Conditions，PBC），而在y方向上设定固定边界条件。铜原子与碳原子之间的相互作用采用Morse势[23—25]，该势函数的参数包括：平衡距离能量D0=0.087 eV，平衡距离γ0=0.205 nm，势函数曲线开口大小α=51.41 nm。铜-铜原子之间采用EAM势[26—27]。由于建立的模型可能会存在一些不合理的因素，因此使用共轭梯度法消除这些不合理的因素，使模型能量最小化[28]。表1为分子动力学的模拟参数。整个模拟过程在恒温300 K的正则系综（NVT）中完成，在计算的过程中时间步长选用1 fs，运行200 000步，模拟时间为0.2 ns，每1000步输出一次热力学参数，每1000步输出一次计算结果。模拟结果在Ovito中实现可视化[29]。