Luận án tiến sĩ mô phỏng phân bố góc, tỷ phần các đơn vị cấu trúc và cơ tính của các vật liệu hai nguyên aox

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN VIẾT HUY MÔ PHỎNG PHÂN BỐ GÓC, TỶ PHẦN CÁC ĐƠN VỊ CẤU TRÚC VÀ CƠ TÍNH CỦA CÁC VẬT LIỆU HAI NGUYÊN AOX Chuyên ngành: VẬT LÍ KỸ THUẬT Mã số: 62520401 LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÍ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TSKH PHẠM KHẮC HÙNG TS LÊ VĂN VINH MỤC LỤC Danh mục từ viết tắt ký hiệu………………………………… Danh mục bảng số liệu luận án…………………………… Danh mục hình vẽ luận án………………………………… Mở đầu……………………………………………………………… CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC VÀ PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG VẬT LIỆU SiO2 VÀ Al2O3 1.1 Ơxít silíc (SiO2) …… ………………………………………… 12 1.2 Ơxít nhơm (Al2O3)……………………………………………… 18 1.3 Một số phương pháp mơ hệ ơxít… 22 1.3.1 Mô ab initio……………………………………… 23 1.3.2 Mô Monte-Carlo………………………………… 24 1.3.3 Mô động lực học phân tử………………………… 26 1.3.4 Phương pháp mô sử dụng luận án………… 27 1.4 Tình hình nghiên cứu SiO2, Al2O3 lỏng VĐH nước… 27 CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN MƠ PHỎNG VÀ PHÂN TÍCH MƠ HÌNH VẬT LIỆU 2.1 Xây dựng mơ hình SiO2 Al2O3 ……………………………… 29 2.1.1 Phương pháp thống kê hồi phục………………………… 29 2.1.2 Phương pháp động lực học phân tử ….………………… 31 2.1.3 Thế tương tác dùng mô SiO2……………… 32 2.1.4 Thế tương tác dùng mô Al2O3 34 2.1.5 Gần Ewald-Hansen 35 2.1.6 Điều kiện biên tuần hồn……………………………… 39 2.1.7 Các thơng số mơ hình…………………………………… 40 2.2 Các tính tốn vi cấu trúc hệ ơxít 41 2.2.1 Hàm phân bố xuyên tâm ……….……………………… 41 2.2.2 Số phối trí độ dài liên kết …………………………… 44 2.2.3 Phân bố góc liên kết………… ………………………… 45 2.2.4 Phân bố cầu lỗ hổng…….……………………….… 48 2.2.5 Phân bố simplex… ……………………………………… 51 2.3 Mô động học không đồng nhất…………………………… 52 2.3.1 Hàm tương quan điểm (Hàm van - Hove)…………… 52 2.3.3 Hàm tương quan điểm ………………………………… 54 2.4 Tính tốn tính mơ hình vật liệu………………………… 62 2.4.1 Tính tốn mơ-đun đàn hồi 62 2.4.2 Biến dạng theo trục 64 CHƯƠNG 3: ẢNH HƯỞNG CỦA ÁP SUẤT VÀ THẾ TƯƠNG TÁC LÊN MÔ HÌNH SiO2 LỎNG 3.1 Hàm phân bố xuyên tâm… .… 65 3.2 Số phối trí cặp trung bình 70 3.3 Mật độ mơ hình 71 3.4 Phân bố góc liên kết 75 3.5 Kết luận chương 81 CHƯƠNG 4: TƯƠNG QUAN GIỮA PHÂN BỐ GÓC VÀ TỈ PHẦN CỦA CÁC ĐƠN VỊ CẤU TRÚC 4.1 Mô vật liệu SiO2 VĐH…… 84 4.1.1 Ảnh hưởng áp suất lên vi cấu trúc SiO2 VĐH 85 4.1.2 Phân bố góc liên kết khơng gian … 87 4.2 Mô vật liệu Al2O3 lỏng 91 4.2.1 Ảnh hưởng áp suất lên vi cấu trúc Al2O3 lỏng 92 4.2.2 Phân bố góc liên kết khơng gian 96 4.3 Mô vật liệu Al2O3 VĐH 100 4.3.1 Ảnh hưởng áp suất lên vi cấu trúc Al2O3 VĐH 101 4.3.2 Phân bố góc khơng gian 102 4.4 Kết luận chương 104 CHƯƠNG 5: ĐỘNG HỌC TRONG SiO2 VÀ Al2O3 LỎNG, CƠ TÍNH CỦA Al2O3 VĐH 5.1 Khuếch tán SiO2 Al2O3 lỏng … 105 5.2 Động học Al2O3 lỏng ……………………………………… 108 5.2.1 Hàm tương quan hai điểm……………………………… 108 5.2.2 Hàm tương quan bốn điểm……………………………… 112 5.3 Phân bố lỗ trống, simplex tính Al2O3 VĐH………… 116 5.3.1 Phân bố lỗ trống simplex……………………………… 117 5.3.2 Tính chất học………………………………………… 120 5.4 Kết luận chương 5……………………………………………… 124 Kết luận……………… 125 Danh mục cơng trình cơng bố…… 127 Tài liệu tham khảo…………… 128 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu Tất số liệu kết nghiên cứu luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Nghiên cứu sinh Nguyễn Viết Huy LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS TSKH Phạm Khắc Hùng TS Lê Văn Vinh, người Thầy tận tình hướng dẫn tơi hồn thành luận án Xin chân thành cảm ơn giúp đỡ, tạo điều kiện làm việc lãnh đạo đồng nghiệp, đặc biệt TS Nguyễn Văn Hồng Bộ môn Vật lý Tin học, Viện Vật lý Kỹ thuật suốt trình thực luận án Xin chân thành cảm ơn Viện Đào tạo sau Đại học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện cho tơi suốt q trình làm việc nghiên cứu đề tài luận án Cuối xin bày tỏ lịng biết ơn tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp động viên, giúp đỡ vượt qua khó khăn để hồn thành luận án Hà Nội, ngày 18 tháng 04 năm 2014 Nguyễn Viết Huy DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU ĐLHPT Ab initio VĐH PBXT SPT PTTB Động lực học phân tử Ngun lý ban đầu Vơ định hình Phân bố xun tâm Số phối trí Phối trí trung bình DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU TRONG LUẬN ÁN Bảng 1.1 Bảng 1.2 Bảng 1.3 Bảng 2.1 Bảng 2.2 Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng 3.3 Bảng 3.4 Bảng 3.5 Bảng 3.6 Bảng 3.7 Bảng 3.8 Bảng 4.1 Bảng 4.2 Kết tính góc liên kết phương pháp nhiễu xạ tia X cộng hưởng từ hạt nhân 17O số tác giả Kết tính góc liên kết số phương pháp mô (MD: phương pháp ĐLHPT, RMC: phương pháp Monte Carlo đảo) Kết tính độ dài liên kết Al-O, O-O Al-Al Al2O3 lỏng phương pháp thực nghiệm nhiễu xạ tia X nhiễu xạ neutron Các thông số tương tác BKS Các thông số tương tác BM Các đặc trưng cấu trúc mơ hình SiO2 xây dựng tương tác BKS, MS BM rSi–Si, rSi–O, rO–O vị trí đỉnh cực đại thứ hàm PBXT Các đặc trưng cấu trúc mơ hình SiO2 lỏng nhiệt độ 3000 K, xây dựng tương tác BKS rij, gij vị trí độ cao đỉnh cực đại thứ hàm PBXT thành phần, ∆rij sai số rij Các đặc trưng cấu trúc mơ hình SiO2 lỏng nhiệt độ 3000 K, xây dựng tương tác BM rij, gij vị trí độ cao đỉnh cực đại thứ hàm PBXT thành phần, ∆rij sai số rij Các đặc trưng cấu trúc mơ hình SiO2 lỏng nhiệt độ 3000 K, xây dựng tương tác MS rij, gij vị trí độ cao đỉnh cực đại thứ hàm PBXT thành phần, ∆rij sai số rij Đặc trưng cấu trúc mơ hình SiO2 lỏng nhiệt độ 3000 K, xây dựng tương tác BKS, BM MS Zij số PTTB cặp nguyên tử tương ứng Tỉ phần Six ( x= 4, 6) thơng số A phương trình (3.5) Các thông số ρ4,ρ5 ρ6 (g.cm-3) Các thông số nSi4, nSi5 nSi6 cho phương trình (3.2) Các đặc trưng cấu trúc SiO2 rlk – vị trí đỉnh cực đại thứ hàm PBXT glk(r); Zlk- số PTTB; Six, Ox – tỉ phần đơn vị cấu trúc SiOx and liên kết OSiy ρ ρfit mật độ mẫu mật độ mẫu xác định theo phương trình (4.3) Các đặc trưng cấu trúc Al2O3 lỏng rxy – vị trí cực đại thứ hàm PBXT gij(r); Zij – số PTTB; Alx, Oy – tỉ phần đơn vị cấu trúc AlOx liên kết OAly Trang 17 Trang 18 Trang 20 Trang 33 Trang 35 Trang 66 Trang 68 Trang 69 Trang 70 Trang 71 Trang 73 Trang 74 Trang 76 Trang 87 Trang 94 Bảng 4.3 Bảng 5.1 Bảng 5.2 Bảng 5.3 Các đặc trưng cấu trúc a-Al2O3: rxy – vị trí đỉnh cực đại thứ hàm PBXT gxy(r); Zxy- số PTTB; Alx, Oy – tỉ phần đơn vị cấu trúc AlOx liên kết OAly Tần suất thay đổi lân cận Si O 5000, 20000 40000 bước chạy Ảnh hưởng áp suất lên thay đổi lân cận ngun tử mơ hình sau 40000 bước chạy Độ dịch chuyển trung bình nguyên tử sau lần thay đổi lân cận 5000, 20000 40000 bước thời gian Trang 102 Trang 106 Trang 106 Trang 106 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG LUẬN ÁN Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Mơ hình tính tốn gần Ewald-Hansen khơng gian chiều, mạng tuần hoàn 3x3 dựng lên từ sở có tâm n(0,0) Minh hoạ điều kiện biên tuần hoàn Các hàm phân bố xuyên tâm thành phần mơ hình SiO2 lỏng xây dựng tương tác BM nhiệt độ 3000 K Các đơn vị cấu trúc bản: TO4 (a); TO5 (b); TO6 (c) liên kết hai đơn vị cấu trúc TO4 TO5 (d) (T Si Al: cầu màu đỏ, O:quả cầu màu xanh) Các góc liên kết: O-T-O (a) T-O-T (b) Cấu trúc mạng ngẫu nhiên SiO2 Al2O3 lỏng không gian Lỗ trống (LT) xếp chúng; a) LT nguyên tử (NT) lân cận; b) LT nhỏ nằm LT lớn (trái) hai LT gần (phải), LT loại bỏ khỏi hệ; c) đám LT; d) Ống LT; TT LT - lỗ trống trung tâm Hàm PBXT mơ hình SiO2 lỏng xây dựng tương tác BKS, MS BM nhiệt độ 3000 K Hàm PBXT mơ hình SiO2 lỏng xây dựng tương tác BKS áp suất khác nhiệt độ 3000 K Hàm PBXT mơ hình SiO2 lỏng xây dựng tương tác BM áp suất khác nhiệt độ 3000 K Hàm PBXT mơ hình SiO2 lỏng xây dựng tương tác MS áp suất khác nhiệt độ 3000 K Sự phụ thuộc mật độ vào áp suất mơ hình SiO2 lỏng xây dựng tương tác BKS, MS BM Sự phụ thuộc tỉ phần đơn vị cấu trúc SiO4, SiO5 SiO6 vào áp suất mơ hình BKS, MS BM Các đơn vị cấu trúc SiO4 (a), SiO5 (b) SiO4, SiO5 (c) mơ hình SiO2 lỏng xây dựng tương tác BM áp suất GP, nhiệt độ 3000 K Các đơn vị cấu trúc SiO4 (a), SiO5 (b) SiO6 (c) SiO4, SiO5, SiO6 (d) mơ hình SiO2 lỏng xây Trang 36 Trang 40 Trang 45 Trang 46 Trang 47 Trang 48 Trang 49 Trang 66 Trang 67 Trang 68 Trang 69 Trang 71 Trang 73 Trang 74 Trang 75 Động học nguyên tử Al2O3 lỏng phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ phụ thuộc vào áp suất Ở nhiệt độ cao, 3000 K 3500 K, thời gian mô lớn, t = 60000tMD, nguyên tử phá vỡ khung liên kết cụm nguyên tử dịch chuyển Hàm thăng giáng bốn max điểm χ4(t) đạt giá trị cực đại thời điểm t4 , giá trị tăng lên nhiệt độ giảm không phụ thuộc vào áp suất 126 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ P.K Hung, L.T Vinh, N.V Huy (2012), “The bond angle distribution and local coordination for silica glass under densification”, Physica Scripta 85 055703 L.T Vinh, N.V Huy, P.K Hung (2012), “The correlation between bond angle distribution and the coordination of silica liquid under pressure”, International Journal of Modern Physics B Vol 26, No 20 1250117 N.V Hong, N.V Huy, P.K Hung (2012), “The structure and dynamic in network forming liquids: molecular dynamic simulation”, Int J Computational Materials Science and Surface Engineering, Vol 5, No N.V Hong, N.V Huy, P.K Hung (2012), “The correlation between coordination and bond angle distribution in network-forming liquids”, Materials Science-Poland, 30(2), pp 121-130 Van-Vinh Le, Viet-Huy Nguyen, Van-Hong Nguyen, Khac-Hung Pham, 2013, “The structure and mechanical properties in amorphous alumina under pressure”, Computational Materials Science 79 110–117 Nguyen Viet Huy, Nguyen Van Hong, Le Van Vinh, Pham Khac Hung (2012), “Simulation microstructure of SiO2 and Al2O3”, Journal of Science & Technology, No.88B, pp 118-124 Nguyen Viet Huy, Le The Vinh, Le Van Vinh and Pham Khac Hung (2012), “Simulation microstructure of SiO2 liquid with three potentials: BKS, MS, and BM”, VNU Journal of Science, Mathematical and Physical, Vol 57, No 7, pp 134-141 127 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] A De Vita et al (1992), ”Defect energetics in oxide materials from first principles”, Phys Rev Lett 68, 22, 3319 [2] A Rahman (1964), “Correlations in the Motion of Atoms in Liquid Argon”, Phys Rev 136(2A): p 405-409 [3] A Rahman, F.H Stillinger, and H.L Lemberg (1975), “Study of a central force model for liquid water by molecular dynamics” J Chem Phys 63: p 52235230 [4] A S Keys, A R Abate, S C Glotzer, and D J Durian (2007), “Measurement of growing dynamical length scales and prediction of the jamming transition in a granular material”, Nature Phys 3, 260 [5] A.C Wright (1994), “Neutron scattering from vitreous silica V The structure of vitreous silica: What have we learned from 60 years of diffraction studies”, J Non- Cryst Solids 179, 84–115 [6] A.E Geissberger and P.J Bray (1983), “Determinations of structure and bonding in amophous SiO2 using 17 O NMR”, J Non- Cryst Solids 54 121- 137 121 [7] A.M Jones and Belaschenko (1997), “Modeling of Composition of Liquid and Glass-Formed Oxides”, Inorganic materials, 33, 565 [8] Alder, B.J and T.E Wainwright (1959), “Studies in Molecular Dynamics I General method”, J Chem Phys 31: p 459-466 [9] B Bijaya Karki, Dipesh Bhattarai, and Lars Stixrude (2007), “First-principles simulations of liquid silica: Structural and dynamical behavior at high pressure”, Phys Rev B 76, pp 104205 [10] B Vessal, M Amini, C.R.A Catlow (1993), “Computer simulation of the structure of silica glass”, J Non- Cryst Solids 159 (1–2), 184–186 [11] B Vessal, M Amini, H Akbarzadeh (1994), “Molecular dynamics simulation of molten silica at high pressure”, J Chem Phys 101 7823-7827 [12] B.J Alder, and T.E Wainwright (1957), “Phase transition for a hard sphere system”, J Chem Phys 27: p 1208-1209 128 [13] B.P Feuston, S.H Garofalini (1988), “Empirical three-body potential for vitreous silica”, The Journal of Chemical Physics 89 (9), 5818–5824 [14] B.W.H Van Beest, G.J Kramer, and R.A Van Santen (1990), “Force fields for silicas and aluminophosphates based on ab initio calculations”, Phys Rev Lett 64:1955 [15] C Bennemann, C Donati, J Baschnagel (1999), “Growing range of correlated motion in a polymer melt on cooling towards the glass transition”, Nature 399, 246 [16] C Donati, S C Glotzer, and P H Poole (1999), “Growing spatial correlations of particle displacements in a simulated liquid on cooling toward the glass transition”, Phys Rev Lett 82, 5064 [17] C Donati, S C Glotzer, P H Poole (1999), “Quantifying spatially heterogeneous dynamics in computer simulations of glass forming liquids” Phys Rev E 60, 3107 [18] C Donati, S Franz, S C Glotzer (2002), “Theory of non-linear susceptibility and correlation length in glasses and liquids”, J Non-Cryst Solids 307, 215 [19] C Landron, A.K Soper, T.E Jenkins, G.N Greaves, L Hennet, J.P Coutures (2001), “Measuring neutron scattering structure factor for liquid alumina and analysing the radial distribution funtion by ampirical potential structural refinement”, J Non- Cryst Solids 293-295 453-457 [20] C Landron, L Hennet, T.E Jenkins, G.N Greaves, J.P Coutures and A.K Soper (2001), “Liquid alumina: detailed atomic coordination determined from neutron diffraction data using empirical potential structure refinement”, Phys Rev Lett 86, pp 4839-4842 [21] C Meade, R.J Hemley, and H.K Mao (1992), “High-pressure X-ray diffraction of SiO2 glass”, Phys Rev Lett 69 [22] D Bingemann, R M Allen, and S W Olesen (2011), “Single molecules reveal the dynamics of heterogeneities in a polymer at the glass transition”, J Chem Phys 134, 024513 129 [23] D Frenkel, and B Smit (2002), “Understanding molecular simulation: from algorithms to applications”, New York: Academic Press [24] D.C Rapaport (2004), “The art of molecular dynamic simulations”, 2nd ed Cambridge University Press 564 [25] D.I Grimley, A.C Wright, and R.N Sinclair (1990), “Neutron scattering from vitreous silica IV Time-of-flight diffraction” J Non-Cryst Solids 119, 49 [26] D.K Belashchenko and O I Ostrovski (2002), “Computer Simulation of Noncrystalline Ionic–Covalent Oxides in the SiO2–CaO–FeO System”, Inorganic Materials, 38 (8) 799-804 [27] E R Weeks, J C Crocker, A C Levitt, A Schofield, and D A Weitz (2000), “Three-dimensional direct imaging of structural relaxation near the colloidal glass transition”, Science 287, 627 [28] E Vidal Russell and N E Israeloff (2000), “Direct observation of molecular cooperativity near the glass transition”, Nature 408, 695 [29] F Mauri, A Pasquarello, B.G Pfrommer, Y.G Yoon, S.G Louie (2000), “Si– O–Si bondangle distribution in vitreous silica from first-principles 29Si NMR analysis”, Phys Rev B 62, R4786–R4789 [30] F.L Galeener (1985), “A model for the distribution of bond angles in vitreous SiO2”, Philosophical Magazine B-Physics of Condensed Matter Statistical Mechanics Electronic Optical and Magnetic Properties 51 (1), L1–L6 [31] G Alcala, P Skeldon, G.E Thompson, A.B Mann, H Habazaki, K Shimizu (2002), “Mechanical properties of amorphous anodic alumina and tantala films using nanoindentation”, Nanotechnology 13 451 [32] G Gutierrez, A.B Belonoshko, R Ahuja, B Johansson (2000), “Structural properties of liquid Al2O3: A molecular dynamics study”, Phys Rev E 61 2723 [33] G Gutierrez, B Johansson (2002), “Molecular dynamics study of structural properties of amorphous Al2O3”, Phys Rev B 65 104202 130 [34] G.N Greaves (1985), “EXAFS and the structure of glass”, J Non-Cryst Solids 71:203-217 [35] G.N Greaves, A Fontaine, P Lagarde, D Raoux, S J Gurman (1981), “Local-structure of silicate-glasses”, Nature 293:611-616 [36] G.N Greaves, E A Davis (1974), “Continuous random network model with 3-fold coordination”, Philos Mag 29:1201-1206 [37] G.S Henderson, M.E Fleet, G.M Bancroft (1984), “An X-ray scattering study of vitreous KFeSi3O8 and NaFeSi3O8 and reinvestigation of vitreous SiO2 using quasicrystalline modelling”, J Non-Cryst Solids 68 (2–3), 333–349 [38] G.W Robinson et al (1996), “Water in Biology, Chemistry, and Physics”, Singapore: World Scientific [39] Gonzalo Gutierrez, A.B Belonoshko, Rajeev Ahuja, and Borje Johansson (2000), “Structural properties of liquid Al2O3: A molecular dynamics study”, Phys Rev E, Vol 61 [40] H Sillescu (1999), Journal of Non-Crystal Solids 243, 81 [41] H.F Poulsen, J Neuefeind, H.B Neumann, J.R Schneider, M.D Zeidler (1995), “Amorphous silica studied by high energy X-ray diffraction”, J Non-Cryst Solids 188 63-74 [42] J Horbach (2008), “Molecular dynamics computer simulation of amorphous silica under high pressure”, J Phys.: Condens Matter 20 244118 [43] J Neuefeind, K.D Liss (1996), “Bond angle distribution in amorphous germania and silica”, Berichte Der Bunsen-Gesellschaft-Physical Chemistry Chemical Physics 100 (8), 1341–1349 [44] J Sarnthein, A Pasquarello, R Car (1995), “Model of vitreous SiO2 generated by an ab initio molecular-dynamics quench from the melt”, Phys Rev B 52 (17) 12690 LP – 12695 [45] J.C Barbour, J.A Knapp, D.M Follsteadt, T.M Mayer, K.G Minor (2000), “The mechanical properties of alumina films formed by plasma deposition and by ion irradiation of sapphire”, Nucl Instr Method Phys Res B 166 140 131 [46] J.P Hansen and I.R McDonald (1986), “Theory of simple liquids”, Academic Press, New York [47] J.R Rustad, D.A Yuen, F.J Spera (1990), “Molecular dynamics of liquid SiO2 under high pressure”, Phys Rev A 42, 2081 [48] J.R.G da Silva, D.G Pinatti, C.E Anderson, M.L Rudee (1975), “A refinement of the structure of vitreous silica”, Philosophical Magazine 31 [49] L Berthier, G Biroli, J.P Bouchaud, L Cipeletti, and W van Saarloos (2011), “Dynamical heterogeneities in glasses, colloids, and granular media”, Oxford University Press, Oxford [50] L Cormier (2003), “Neutron diffraction analysis of the structure of glasses”, J Phys IV 111:187-210 [51] L Cormier, G Calas, P.H Gaskell (2001), “Cationic environment in silicate glasses studied by neutron diffraction with isotopic substitution”, Chem Geol 174:349-363 [52] L Huang, J.Kieffer (2004), “Amorphous-amorphous transitions in silica glass II Irreversible transitions and densification limit”, Phys Rev B 69, 224204 [53] L Puzztai, O.Gereben (1995), “Reverse Monte Carlo approach to the structure of amorphous semiconductors”, J Non – Cryt Solids, 192 & 193, p.640 - 634 [54] L Verlet (1967), “Computer "Experiments" on Classical Fluids I Theromdynamical Properties of Lennard-Jones Molecules” Phys Rev 159(1): p 98-159 [55] L.F Gladden, L.D Pye, W.C LaCourse, H.J Stevens (1992), “Structure and dynamics of 4-2 coordinated glasses”, The Physics of Non-crystalline Solids Taylor and Francis, London, p 91 [56] L.F Gladden, T.A Carpenter, S.R Elliott (1986), “Si-29 MAS NMR-studies of the spinlattice relaxation-time and bond-angle distribution in vitreous silica”, Philosophical Magazine B-Physics of Condensed Matter Statistical Mechanics Electronic Optical and Magnetic Properties 53 (4), L81–L87 132 [57] L.I Tatarinova (1983), “Structure of solid amorphous and liquid materials”, Moscow, Nauka [58] L.T Vinh, P.K Hung, N.V Hong, T.T Tu (2009), “Local microstructure of silica glass”, J Non-Cryst Solids 355 1215–1220 [59] M Ikeyama, P Jin, M Tazawa (1999) , “Mechanical property changes of amorphous alumina induced by ion implantation”, Nucl Instr Method Phys Res B 148 735 [60] M Matsui, Miner (1994), “A transferable interatomic potential model for crystals and melts in the system CaO-MgO-Al2O3-SiO2”, Mag 58A 571 [61] M Micoulaut (2004), “A comparative numerical analysis of liquid silica and germania”, Chem Geol 213 197– 205 [62] M.A San Miguel, J Fernandez, L.J Alvarez, J.A Odrozola (1998), “Molecular-dynamics simulations of liquid aluminum oxide”, Phys Rev B 58, pp 2369-2371 [63] M.C Wilding, C.J Benmore, J.A Tangeman, S Sampath (2004) “Coordination changes in magnesium silicate glasses”, Europhy Lett 67:212-218 [64] M.C Wilding, C.J Benmore, J.A Tangeman, S Sampath (2004), “Evidence of different structures in magnesium silicate liquids: Coordination changes in forsterite- to enstatite-composition glasses”, Chem Geol 213: 281-291 [65] M.D Ediger (2000), “Spatially heterogeneous dynamics in supercooled liquids”, Annu Rev Phys Chem 51, 99 [66] M.G Tucker, D.A Keen, M.T Dove, K.Trachenko (2005), “Refinement of the Si–O–Si bond angle distribution in vitreous silica”, Journal of PhysicsCondensed Matter 17 (5), S67–S75 [67] M.P Allen and D.J Tildesley (1991), “Computer Simulation of Liquids”, Oxford University Press, Walton Street, Oxford OX2 6DP [68] M.P Allen and D.J Tildesley (1991), “Computer simulation of liquids”, Oxford University Press, Walton Street, Oxford OX2 6DP 133 [69] M.P Allen, and D.J Tildesley (1987), “Computer Simulation of Liquids 1st Edition ed., New York: Oxford University Press 384 [70] N Lacevic, F.W Starr, T.B Schroder, et al (2002), Phys Rev E 66, 030101 [71] N Zotov, H Keppler (1998), “The structure of sodium tetrasilicate glass from neutron diffraction, reverse Monte Carlo simulations and Raman spectroscopy”, Phys Chem Minerals 25:259-267 [72] N Zotov, R.G Delaplane, H Keppler (1998), “Structural changes in sodium tetrasilicate glass around the liquidglass transition: A neutron diffraction study”, Phys Chem Minerals 26:107-110 [73] N.A Vatolin and E.A Pastukhov (1980), “X ray diffraction Studies of the structure of high temperature melts”, Moscow, Nauka [74] N.A Vatolin, E.A Pastukhov ( 1980), “Diffraction studies on the structure of high-temperature melts”, Nauka, Moscow, Russia [75] Nguyen Thu Nhan, Pham Khac Hung, Do Minh Nghiep and Hyoung Seop Kim (2008), “Molecular Dynamics Investigation on Microstructure and Void in Amorphous SiO2”, Materials Transactions, Vol 49, No pp 1212 1218 [76] O Dauchot, G Marty, and G Biroli (2005), “Dynamical heterogeneity close to the jamming transition in a sheared granular material”, Phys Rev Lett 95, 265701 [77] O Majerus, L Cormier, G Calas, B Beuneu (2004), “A neutron diffraction study of temperature-induced structural changes in potassium disilicate glass and melt”, Chem Geol 213:89-102 [78] P Allegrini, J F Douglas, and S C Glotzer (1999), “Dynamic entropy as a measure of caging and persistent particle motion in supercooled liquids”, Phys Rev E 60, 5714 [79] P Lamparter, R Kniep (1997), “Structure of amorphous Al2O3”, Physica B 234-236 405-406 134 [80] P Vashishta, R.K Kalia, A Nakano, J.P Rino (2008), “Interaction potentials for alumina and molecular dynamics simulations of amorphous and liquid alumina”, J Appl Phys 103 083504 [81] P Vashishta, R.K Kalia, J.P Rino, I Ebbsjö (1990), “Interaction potential for SiO2: a molecular-dynamics study of structural correlations”, Phys Rev B 41 (17) 12197 LP – 12209 [82] P.G Coombs et al (1985), “The nature of the Si–O–Si bond angle distribution in vitreous silica”, Philosophical Magazine B-Physics of Condensed Matter Statistical Mechanics Electronic Optical and Magnetic Properties 51 (4), L39–L42 [83] P.H Gaskell, I.D Tarrant (1980), “Refinement of a random network model for vitreous silicon dioxide”, Philosophical Magazine B-Physics of Condensed Matter Statistical Mechanics Electronic Optical and Magnetic Properties 42 (2), 265–286 [84] P.H Gaskell, M.C Eckersley, A.C Barnes, P Chieux (1991), “Medium-range order in the cation distribution of a calcium silicate glass”, Nature 350:675677 [85] P.K Hung and N.T Nhan (2010), “Polyamorphism in the silica glass”, Scr Mater 63 12 [86] P.K Hung and N.V Hong (2009), “Simulation study of polymorphism and diffusion anomaly for SiO2 and GeO2 liquid”, Eur Phys J B 71, 105–110 [87] P.K Hung, L.T Vinh (2006), “Local microstructure of liquid and amorphous Al2O3”, J Non-Cryst Solids 352 5531 [88] P.K Hung, L.T Vinh, N.T Nhan, N.V Hong, and T.V Mung (2008), “Local structure of liquids Al2O3 and GeO2 under densification”, J Non-Cryst Sol 354, 3093 [89] P.K Hung, L.T Vinh, N.V Huy (2012), “The bond angle distribution and local coordination for silica glass under densification”, Phys Scr 85 055703 135 [90] P.K Hung, N.T Nhan and L.T Vinh (2009), “Molecular dynamic simulation of liquid Al2O3 under densification”, Modelling Simul Mater Sci Eng 17 025003 [91] P.K Hung, N.V Hong, L.T Vinh (2007), “Diffusion and structure in silica liquid”, J Phys.: Condens Matter 19, 466103 [92] R Ahuja, A.B Belonoshko and B Johansson (1998), “Melting and liquid structure of aluminum oxide using a molecular-dynamics simulation“, Phys Rev E, 57, 1673-1676 [93] R Dupree, R.F Pettifer (1984), “Determination of the Si–O–Si bond angle distribution in vitreous silica by magic angle spinning NMR”, Nature 308, 523–525 [94] R Oestrike et al (1987), “High-resolution 23 Na, 27 Al and 29 Si NMR spectroscopy of framework aluminosilicate glasses”, Geochimica et Cosmochimica Acta 51 (8), 2199–2209 [95] R Pickup (1997), “Effect of porosity on Young's modulus of a porcelain”, Br Ceram Trans 96 (3) 96 [96] R.G Della Valle, E Venuti (1994), “A molecular dynamics study of the vibrational properties of silica glass”, Chem Phys., 179 (3) 411-419 [97] R.J Bell, P Dean (1972), “Structure of vitreous-silica-validity of random network theory”, Philosophical Magazine 25 (6), 1381–1398 [98] R.K Sato, P.F McMillan, P Dennison, R Dupree (1991), ”High resolution 27 Al and 29Si MAS NMR investigation of SiO2-Al2O3 glasses”, J Phys Chem 95, 4483-4489 [99] R.L Mozzi, B.E Warren (1969), “Structure of vitreous silica”, J App Cryst 2, 164–172 [100] R.M Van Ginhoven, H Jónsson, and L.R Corrales (2005), “Silica glass structure generation for ab initio calculations using small samples of amorphous silica”, Phys Rev B 71, pp 024208 136 [101] Robert Daniel Oeffner (1999), “A computational study of germanium dioxide”, Doctoral thesis, Department of Chemistry, University of Cambridge [102] S A Mackowiak, T K Herman, and L J Kaufman (2009), “Spatial and temporal heterogeneity in supercooled glycerol: Evidence from wide field single molecule imaging”, J Chem Phys 131, 244513 [103] S Davis, G Gutierrez (2011), “Structural, elastic, vibrational and electronic properties of amorphous Al2O3 from ab initio calculations”, J Phys.: Condens Matter 23 495401 [104] S Ito, T Taniguchi, M Ono, K Uemura (2012), “Network and void structures for glasses with a higher resistance to crack formation”, J NonCryst Solids 358 3453 [105] S Kohara, K Suzuya, K Takeuchi, C.K Loong, M Grimsditch, J.K R Weber, J.A Tangeman, T.S Key (2004), “Glass formation at the limit of insuffi cient network formers”, Science 303:1649-1652 [106] S Munetoh, T Motooka, K Moriguchi, A Shintani (2007), “Interatomic potential for Si–O systems using Tersoff parameterization”, Computational Materials Science 39 (2), 334–339 [107] S.A Istomin (2006), “Effect of niobium-containing additions on the viscosity and electrical conductivity of oxide-fluoride melts”, Russian Metallurgy, (2) 133-137 [108] S.C Glotzer, V.N Novikov, and T.B Schroder (2000), “Time-dependent, four-point density correlation function description of dynamical heterogeneity and decoupling in supercooled liquids”, J Chem Phys 112, 509 [109] S.K Lee, S.B Lee, S.Y Park, Y.S Yi, C.W Ahn (2009), “Structure of amorphous aluminum oxide”, Phys Rev Lett 103 095501 [110] S.K Mitra, M Amini, D Fincham, R.W Hockney (1981), “Moleculardynamics simulation of silicon dioxide glass”, Philosophical Magazine B- 137 Physics of Condensed Matter Statistical Mechanics Electronic Optical and Magnetic Properties 43 (2), 365–372 [111] S.N Taraskin, S.R Elliott, M.I Klinger (1995), “Void structure in models of vitreous silica”, J Non-Cryst Solids, 192, 263-266 [112] S.V Nemilov (1982), “Correspondence between the results of structural and thermodynamic studies of vitreous silica”, Fizika i Khimiya Stekla 8, 385 [113] Sidney Yip et al (2002), “Introduction to Modeling and Simulation”, MIT OCW, USA [114] Simona Ispas, Magali Benoit, Philippe Jund and Romi Jullien (2002), “Structural properties of glassy and liquid sodium tetrasilicate: comparison between ab initio and classical molecular dynamics simulations”, Phys Rev B 66, 104101 [115] Stuart Ansell, Shankar Krishnan, J K Richard Weber, John J Felten, Paul C Nordine, Mark A Beno, David L Price, and Marie-Louise Saboungi (1997), “Structure of liquid aluminum oxide”, Phys Rev Lett Vol 78 [116] T.F Soules (1982), “Molecular dynamic calculations of glass structure and diffusion in glass”, J Non- Cryst Solids 49 (1–3), 29–52 [117] U Tracht, M Wilhelm, A Heuer, H Feng, K Schmidt- Rohr, and H W Spiess (1998), “Length scale of dynamic heterogeneities at the glass transition determined by multidimensional nuclear magnetic resonance”, Phys Rev Lett 81, 2727 [118] V.V Hoang (2004), “Molecular dynamics study on structure and properties of liquid and amorphous Al2O3”, Phys Rev B 70 134204 [119] V.V Hoang (2005), “Static and dynamic heterogeneities in supercooled SiO2, defects and diffusion in ceramics: an annual retrospective VII”, Defect and Diffusion Forum, pp 77–93 [120] V.V Hoang, and Suhk Kun Oh (2005), “Simulation of pressure-induced phase transition in liquid and amorphous Al2O3”, Phys Rev B 72, pp 054209 138 [121] V.V Hoang, H Zung and N.T Hai (2007), “Diffusion and dynamical heterogeneity in simulated liquid SiO2 under high pressure”, J Phys.: Condens Matter 19, 116104 [122] Vo Van Hoang, Nguyen Hung Cuong (2009), “Local icosahedral order and thermodynamics of simulated amorphous Fe”, Physica B 404, 340-346 [123] W Kob, C Donati, S.J Plimpton (1997), “Dynamical heterogeneities in a supercooled Lennard-Jones liquid”, Phys Rev Lett 79, 2827 [124] W Pabst, E Gregorova, G Ticha (2006), “Elasticity of porous ceramics—A critical study of modulus−porosity relations”, J Eur Ceram Soc 26 1085 [125] W Zachariasen (1932), “The atomic arrangement in glass”, J Am Chem Soc 54, pp 3841-3851 [126] W.J Malfait, E Werner, Halter, Rene Verel (2008) “29Si NMR spectroscopy of silica glass: T1 relaxation and constraints on the Si–O–Si bond angle distribution”, Chem Geol 256 269–277 [127] X Yuan, A.N Cormack (2003), “Si–O–Si bond angle and torsion angle distribution in vitreous silica and sodium silicate glasses”, J Non- Cryst Solids 319 (1–2), 31–43 [128] Y Waseda and J M Toguri (1977), “The structure of molten binary silicate systems CaO-SiO2 and MgO-SiO2”, Metall Trans B 8, pp 563-568 [129] Z Xia, B.W Sheldon, W.A Curtin, J Liang, A Yin, J.M Xu (2004), “Mechanical properties of highly ordered nanoporous anodic alumina membranes”, Rev Adv Mater Sci 131 [130] C J Benmore, E Soignard, S A Amin, M Guthrie, S D Shastri, P L Lee, and J L Yarger (2010), “Structural and topological changes in silica glass at pressure”, Phys Rev B 81, 054105 [131] S K Deb Nath (2013), ”Study of the effect of sizes on the structural properties of SiO2 glass by molecular dynamics simulations”, J Non – Cryst Solids 376, 50 139 [132] Lawrie B Skinner, Adrian C Barnes, Philip S Salmon, Louis Hennet, Henry E Fischer, Chris J Benmore, Shinji Kohara, J K Richard Weber, Aleksei Bytchkov, Martin C Wilding, John B Parise, Thomas O Farmer, Irina Pozdnyakova, Sonia K Tumber, and Koji Ohara (2013), “Joint diffraction and modeling approach to the structure of liquid alumina “, Phys Rev B 87, 024201 140 ... đến vi cấu trúc mối tương quan phân bố góc với tỉ phần đơn vị cấu trúc bên hệ vật liệu SiO2 lỏng Chương trình bày mối tương quan phân bố góc tỉ phần đơn vị cấu trúc vật liệu dạng cấu trúc mạng... góc đơn vị cấu trúc tỉ phần đơn vị cấu trúc tác động nhiệt độ áp suất chưa hiểu rõ cách tường tận Trong thơng số phân bố góc tỉ phần đơn vị cấu trúc quan trọng việc làm sáng tỏ số tính chất vật. .. PHÂN BỐ GÓC VÀ TỈ PHẦN CỦA CÁC ĐƠN VỊ CẤU TRÚC 4.1 Mô vật liệu SiO2 VĐH…… 84 4.1.1 Ảnh hưởng áp suất lên vi cấu trúc SiO2 VĐH 85 4.1.2 Phân bố góc liên kết không gian … 87 4.2 Mô vật