1、鈣鈦礦(ABO3)型鐵電材料具有優(yōu)良的鐵電、介電、壓電、熱釋電、非線性光學(xué)等特性,所以它們在現(xiàn)代電子技術(shù)與光電子技術(shù)領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。自上世紀(jì)八十年代以來,由于計算機軟硬件及算法的發(fā)展,計算機模擬的方法被廣泛的用來研究鈣鈦礦型鐵電體的結(jié)構(gòu)及性能,其中分子動力學(xué)就是重要的計算機模擬技術(shù)之一。分子動力學(xué)模擬的關(guān)鍵在于原子間相互作用勢的確定。模擬結(jié)果的精確性和可靠性在很大程度上取決于原子間相互作用勢參數(shù)的質(zhì)量。鈣鈦礦鐵電體原子相互作用勢函

2、數(shù)的參數(shù)非常多,高效地優(yōu)化參數(shù)是一件非常復(fù)雜的工作。
　　本文提出了一種高效的勢參數(shù)優(yōu)化方法,即先應(yīng)用方差分析的靈敏度方法從很多的勢參量中找出對結(jié)構(gòu)和性能影響最明顯的勢參量,忽略那些影響比較小的勢參量,這樣就在很大程度上降低了優(yōu)化問題的維數(shù);然后應(yīng)用遺傳算法對靈敏度大的參量進行優(yōu)化,并給出了基于硬球模型和殼模型勢參數(shù)的優(yōu)化結(jié)果。對于硬球模型,分別用文獻中的勢參數(shù)和本文優(yōu)化的勢參數(shù)代入GULP計算程序得出立方相BaTiO3和SrTi

3、O3晶格常數(shù)和物理性能的值,并與實驗值進行了比較;對于殼模型,分別用文獻中的勢參數(shù)和本文優(yōu)化的勢參數(shù)代入GULP算程序得出立方相和四方相BaTiO計3和PbTiO3晶格常數(shù)和物理性能的值,并與實驗值進行了比較。結(jié)果表明本文優(yōu)化的勢參數(shù)模擬得到的結(jié)構(gòu)和性能很好地吻合了實驗值,即應(yīng)用遺傳算法優(yōu)化靈敏度系數(shù)大的勢參數(shù)的是非常理想的。
　　最后把優(yōu)化后的硬球模型勢參數(shù)應(yīng)用到BaTiO3薄膜的生長模擬中。從單個原子事件出發(fā),應(yīng)用動力學(xué)蒙特卡