柳百新,中国科学院院士,清华大学材料科学与工程系教授。美国物理学会理事(Fellow)。NuclearInstrumentsandMethods-B的顾问编辑委员会委员。主要研究领域有:离子束与固体的作用和材料表面改性,计算材料科学,薄膜材料,以及核材料等。
【报告摘要】
报告首先介绍不同物理尺度下计算与模拟的方法:
(1)宏观尺度的以Miedema模型和Alonso方法为基础的热力学计算(Thermodynamiccalculation)
(2)原子尺度的分子动力学模拟(MolecularDynamicsSimulation)
(3)电子尺度的第一性原理计算(AbInitioCalculation)
随后介绍应用上述方法研究的三个科学问题:
(1)金属-金属间的界面稳定性、界面反应及固态非晶化
讨论金属-金属界面能的重要作用,建立金属多层膜中固态非晶化反应的热力学和动力学判据。并讨论大规模集成电路中Ta作为扩散阻挡层失效的机理。
(2)Fe,Co,Ni及其亚稳结构的铁磁性
第一性原理计算表明Fe.Co,Ni在亚稳结构时也具有铁磁性,特别是大尺寸的FCC-Fe有一种高自旋状态,并讨论离子束实验的论证。
(3)二元非晶态合金(金属玻璃)形成的原子尺度理论
从二元金属系统的多体势出发,通过分子动力学模拟揭示了非晶态合金(即金属玻璃)形成的物理本质是:固溶体晶格在溶质原子超过临界值时的失稳而转变为非晶态;由此预言相应系统中有利于形成非晶态合金的成份范围。