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研究人员使用一个非常有效的结构优化方法-遗传算法,结合半经验的多体作用势考察了一定尺寸范围金团簇(包含38到55个原子)的基态和亚稳有序异构体的结构.研究人员的结果证实了直径1nm左右的中等尺寸团簇势能面(PES)的复杂性,所有被考察的金团簇的最低能量结构都是无序构形,同时它们有序异构体具有和基态非常接近的结合能,这和此前有关幻数金团簇基态无序的第一性原理计算结果一致.研究人员选择对原子的局部排列微结构很敏感的共同邻分析方法来表征金团簇基态结构的无序性,并用它结合原子排列图说明有序异构体的演变过程.运用分子动力学模拟结合基于紧束缚模型的二级矩近似势,研究人员研究了含55个原子的金团簇的三个典型低温稳定构形(立方八面体、二十面体和无序最低势能结构)的热力学行为.基于相似的Gupta型半经验势,研究人员用恒能分子动力学模拟了Cu<,55>,Ag<,55>和Au<,55>三个贵金属团簇的融化行为,目的是比较晶体材料具有相近固相变性质的贵金属有限体系在融化时的可能差异.为了从微观作用的角度理解贵金属簇融化性质的上述差异,研究人员定义了反映紧束缚近似势关联长度的特征量,并由团簇熔点相对体材料的降幅中近拟估算了反映尺寸束缚的特征直径,两者的比较显示,势关联长度的相对短的体系(例如金团簇)具有大的尺寸束缚特征直径,这表明金属体系尺寸减小时固液相变性质的变化受体系内原子作用的长程关联影响.