金属纳米线的表面熔化与断裂：理论与分子动力学模拟

我们通过求解唯象的双抛物线 Landau 模型并对镍和铝纳米线进行分子动力学模拟，研究金属纳米线的表面熔化。该模型表明，当熔体与固体表面接触的展开参数 $\Delta \gamma$ 为正(即熔体润湿或部分润湿表面)且线足够粗时，表面熔化将先于体熔化发生，平面表面和足够大的纳米颗粒即属此情况。若 $\Delta \gamma$ 为负，则不发生表面熔化。我们使用分子动力学模拟检验了这一假设线表面能量各向同性的模型。对于镍，我们观察到与存在的两个表面晶面各自相关的各向异性表面熔化的起始，但其随后让位于均匀表面熔化，固体径向熔化直至实心核最终断裂。对于铝，虽然我们观察到其中一个晶面的完全表面熔化，但最低能量表面即使到熔体完全穿透实心核时仍部分干燥。