申请/专利权人：山东理工大学

申请日：2024-02-20

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN117744451A

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F30/25;G06F30/17;G16C10/00;G16C20/30;G16C60/00;G06F111/10;G06F111/14;G06F119/14;G06F119/08

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.09#实质审查的生效;2024.03.22#公开

摘要：本发明属于有限元仿真优化技术领域，具体涉及基于有限元和分子动力学的SERS基底仿真优化方法，步骤包括通过有限元仿真软件构建包括上部介质区域和下部SERS基底区域的整体物理模型；通过模型开发器的接口和模块设置相关参数；在模型开发器中划分网格，进行求解计算和后处理得到电场增强因子；构建分子动力学模型和吸附模型并求解得到吸附信息；进行相关性分析获得参数优化模型。本发明充分考虑了实际SERS基底结构的有限元物理模型构建与电磁分析，并且充分考虑了罗丹明6G分子构型和基底结构，进而建立了分子吸附的分子动力学模型，能够较为准确的解析SERS基底的拉曼增强机制，并为基底结构优化提供了量化数据。

主权项：1.一种基于有限元和分子动力学的SERS基底仿真优化方法，其特征在于包括以下步骤：S1、利用原子力显微镜，通过形貌扫描获得SERS基底的三维结构特征数据，包括SERS基底的微米结构形状、微米阵列结构间距和纳米结构尺寸；S2、通过有限元仿真软件，基于获得的SERS基底的三维结构特征数据，应用可视化点云方法构建三维表面，进而应用有限元仿真软件的模型开发器中的实体转换构造SERS基底三维实体物理模型，随后构建包括上部介质区域和下部SERS基底区域的整体物理模型；S3、通过模型开发器的材料接口，设置整体物理模型中上部介质和下部SERS基底的材料，并通过模型开发器的虚构域接口设置完美匹配层；S4、在模型开发器的波动光学物理场电磁波-频域模块中，设置仿真参数，仿真参数包括入射光波长和功率；S5、在模型开发器中划分网格，并完成求解器设置，进行求解计算，得到SERS基底电场分布云图，并进行求解结果后处理，得到电场增强因子；S6、通过Materialsstudio软件，依据S2中的SERS基底三维实体物理模型，构建SERS基底分子动力学模型以及罗丹明6G分子在具有三维结构基底上的吸附模型；S7、通过Materialsstudio软件，将建立的吸附模型文件转化为Lammps软件识别文件，并将其导入Lammps软件中，对吸附模型进行边界条件设置；S8、选取吸附模型的势函数，并进行Lammps软件的求解设置，求解计算后，进行结果后处理，得到吸附模型的吸附信息；S9、结合SERS基底的三维结构特征数据，对S5中得到的电场增强因子和S8中得到的吸附信息进行相关性分析，并对SERS基底进行结构和尺寸优化分析，得到SERS基底特征尺寸参数的最优解，进而获得参数优化模型。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 山东理工大学 基于有限元和分子动力学的SERS基底仿真优化方法

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