纳米材料近来应用广泛,特别是金属纳米材料,因其独特的特性(例如高硬度、耐磨、气敏、压敏、热敏、作磁流体等等)在充当涂层材料、传感器和微纳米器件等方面备受关注。然而金属纳米加工制造困难,对其微观层面的机理研究更是困难重重。分子动力学作为一种可以模拟大量分子相互作用的研究方法,可以使得我们能够对金属纳米材料的微观运动与性质进行更加细微的研究。本论文基于实验室自主开发的分子动力学仿真平台,对金属纳米材料的表面进行了详尽的研究。1.对平整的表面进行了研究,表面的一个决定性因素就是晶面指数,我们对一系列不同晶面指数的晶面作为表面进行了研究。研究发现,纳米线产生位错的初始位置随着侧面改变而改变。另外拥有(1000)和(10100)侧面的纳米线比拥有(1040)和(1070)的纳米线拥有更大的应力。但是随着温度升高,拥有不同侧面的纳米线之间的区别逐渐减小。这些结果表明晶面指数作为侧面的一个因素,对纳米线的拉伸变形具有重要影响。2.基于上述结果,我们对曲面作为表面进行了研究,采用的模型是实心纳米球和空心纳米球。研究发现空心金纳米球整体原子势能较高,但在压缩过程中因为空心可以吸收部分压力而使得原子平均势能表现出于实习纳米球不一样的变化。空心纳米球选择合适的内外径会使得其即使在压缩下也会处于一定的稳定水平。另外,外表面(10100)要比(1000)更容易产生滑移,而空心的存在削弱了(10100)与(1000)的这个差异。温度升高使得这些金纳米球之间的差异逐渐减小。