飛秒激光加工硅的分子動力學模擬.pdf

1、本文基于SW勢和Z分層能量模型,使用分子動力學的方法,通過編寫程序模擬了飛秒激光加工硅的過程。
　　對比雙溫模型和傳統分子動力學能量耦合方式,考慮雙溫模型適用于金屬材料的模擬,采用傳統的能量耦合方式實現激光與硅材料之間能量的吸收、傳遞和分配。采用Z-分層模型描述激光能量的沉積過程,觀察到內部粒子在激光輻照下產生氣泡,氣泡的不斷發(fā)展導致燒蝕現象,材料下層溫度升高表明激光加工過程中產生熱播并且向下傳播。SW勢的階段半徑適中、參數相對較

2、少并且形式較為簡單,得到了廣泛的應用。本文選擇 SW勢進行分子動力學模擬,并且推導力的各項公式。
　　在FREE EMD中,系統與外界無任何質量和能量交換,系統的機械能守恒,總能應保持不變。選擇合適的時間步長和速度算法,既可以提高系統的設計精度又保證計算效率不會太低。
　　激光加工硅的過程受到激光特征參數和激光的加載方式等因素的影響。模擬的結果表明:材料越厚,能量密度越高;脈寬一定的情況下,同時改變能量密度和線性吸收系數,線