玻璃形成液体其内在结构中的二十面体

李荣娟，孙民华，郑大宇

(1.哈尔滨商业大学能源与建筑工程学院，哈尔滨150076;2.京都大学环境资源工程学院，京都日本6158540;3.哈尔滨师范大学物理与电子工程学院，哈尔滨150025)

玻璃转变液体一直以来都是凝聚态物理研究的重点和难点问题，多年来倍受国内外很多学者的关注[1－6].近年来，人们对于玻璃转变液体的结构理解已经有很大的进步，但关于它的分子构型还没有形成统一定论[7－8].

最近几年，分子动力学(molecular dynamics简称MD)模拟成为研究玻璃转变的一个重要的理论工具.这是由于分子动力学模拟不仅能像实验一样进行各种观察，还可以描述微观的分子运动细节，从而得到材料的结构和性质.

势能曲面(potential energy landscape简称PEL)理论[9－10]是MD模拟中研究玻璃转变行为的一个主要方法[11—15].这是因为 PEL方法能够使玻璃转变液体的分子位置在长时间保持不变，分子就像被冻住一样，从而减少了分析玻璃转变液体结构的难度.PEL是一个复杂的、多维的能量曲面，整个系统中势能大小是根据系统中所有原子构型的变化而定义的[16－17].参考文献[3]给出了 PEL 的图形解释，从他们的图形中我们能看到许多类似盆(basin)的形状，每一个盆中都包含一个能量最小值(局部能量最小值)eIS－L，它对应一个最小的分子构型——内在结构(Inherent Structure简称IS).研究IS的分子构型变化对于理解玻璃转变过程具有十分重要的意义.本文采用分子动力学模拟的方法，利用PEL理论对玻璃形成液体进行研究.同时，对一般液体(typical liquids－没有经过局域能量优化……