基于APU/GPU加速卡的混合键合（Cu键合）科学计算解决方案-优快云博客

混合键合（Cu键合）

合金，Cu体系，拉伸应变

工程上通过拉伸测试得到应力应变特性。金属的应力应变曲线，通常分为四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、应变硬化阶段和颈缩断裂阶段。通过分子动力学仿真能够从微观尺度研究金属的应力应变曲线，从而指导合金材料的设计。

仿真过程如下：使用5个不同初始晶胞的Cu体系进行拉伸测试，体系的原子数分别为132852、133340、133344、133333以及133374。（1）体系平衡态仿真：读入初始化晶胞，然后运行50 ps的NPT系综仿真，仿真时间步长5 fs，目标温度为300 K，目标压强为0 bar。（2）最小化原子受力的弛豫：使用多次弛豫，来调整仿真盒子以及原子坐标，使得它的原子受力低于10 meV/Å。（3）再次进行平衡态仿真：运行500 ps的NPT系综仿真，仿真时间步长5 fs，控温目标温度300 K，目标压强为0 bar。（4）执行拉伸测试：以当前z方向上的盒子边长Lz为基础边长L0，使边长Lz随着时间的累积而增加Lz(t)=L0×(1+r×t)来实现z方向的拉伸，这里的r=0.0005 ps-1。同时，执行NPT系综的仿真，其中目标温度为300 K，x和y方向的目标压强为0 bar。测试示意图如图所示，Cu体系在z方向上产生应变，同时测试z方向上的压强。右图中的实线表示5个体系测试的均值，阴影部分表示5个体系测试引入的随机误差（即方差）。可以看出，在极端的拉伸测试下，通过微观尺度仿真能够Cu金属材料的宏观力学特性。