焊接发展的历史和金属的发现一样古老。在1个世纪前，人们已经开始应用冷焊。Bartholomaeus Anglicus——12世纪中叶的百科全书编撰者，在一个专门介绍金的章节记载了这件事。20世纪40年代，人们再次对冷焊产生兴趣。冷焊是一种固态焊接，冷焊过程中两种材料的接合位置没有加热或融合，这和采用熔融液体和高温的正常焊接相反。然而，那时大部分的冷焊接是在相当高的摩擦负荷或者在超高真空下的原子级清洁表面实现的 。1991 年4月的一个重要工作的发表表明，薄金膜是在环境温度和环境大气压下的弹性载体上的低压力情况下进行冷焊接的。纳米电子研究的增长更新需要改进互连纳米接触的技术。希望新的焊接工艺能达到保留纳米结构的原有特性而不改变其机械性能的要求 。因此寻求具有低应力，无摩擦的冷焊接且在焊接过程中的纳米结构不涉及加热将是人们对新设备开发的最大兴趣点。文献综述

    Lu和同事 的实验表明对个别直径在3和10纳米之间的薄金纳米线的冷焊接， 可以通过简单地接触它们（首尾相接，肩并肩相接以及其它几何形状），由一个尖端，在其他的方向上进行机械操纵直到完成焊接。他们还提出了焊接金银纳米线和银银纳米线。

    在目前的工作中，我们使用计算机模拟从理论方面研究金、银和银-金纳米线的冷焊接工艺。为了执行冷焊，我们首先通过断裂黄金和白银纳米线来生产金属尖端。该研究是利用分子动力学模拟的有效势。本文的结构如下：本次的介绍之后，下一节介绍模型和所采用的计算方法。在结果和讨论部分，我们介绍贵金属纳米线，接着讨论冷焊接中金金纳米线接首尾相接棒焊，金金边与边焊接，银银首尾相接焊接，然后我们还研究了银-金纳米线的冷焊接和这种纳米线的断裂。最后，我们提出的结论和观点。

2 模型

    我们使用计算机来模拟金属纳米线冷焊接。使用分子动力学（Molecular dynamics，MD ）的有效势，并且用LAMMPS代码来执行MD模拟 。用verlet的算法一步步整合运动方程，该原子耦合到Nose-Hoover 恒温器来维持温度为300K的正则系综。Nose-Hoover方法的基本思想是用耦合系统的哈密顿来虚拟恒温器系统中的相互作用，其中是用热浴保持温度恒定的。

图2.1 上面的视图显示了断裂之前的直径4.3纳米的理想纳米线（中间的图像显示和上面相同的纳米线，临近断裂时）

2.1 嵌入原子模型

    Foiles,Baskes和Daw 提出使用嵌入原子方法（ Embedded Atom Method，EAM ）来说明在模拟中的原子间电位。EAM和它的变体已被广泛用于金属的研究中。在该方法中，电位用一对电位加电子密度的函数说明。在本模拟中使用的潜在参数由Zhou 进行拟合来再现具有良好的精确度的实验数据，如晶格常数，体积模量，结合能，弹性常数和升华的能量及较好的预测解决方案的热度。电位提供一个在金属溶液中不同的金属元素之间的相互作用的合理的近似。因此EAM是一种对于扩大和压缩整体金属问题的优良模型，其中较重要的是配合使用弹性常数来准确重现整体金属的机械性能。此外，它已表现出良好的可转让性，且能对他们无法插入的情况提供良好的描述。来.自/优尔论|文-网www.youerw.com/

    另外，在本模拟中，启动系统是纳米线从与纵向取向和直径4.3纳米和20.4纳米的长度的理想散装fcc（面心立方）[001]的晶体切断。这些纳米线被放宽并且放松后，原子在在每一个纳米线的末端的七个{001}原子面被冷冻保存。它们被用于控制断裂后纳米线的移动并以模拟AFM（原子力显微镜）实验的控制。断裂和焊接过程进行按如下方法实现：在断裂期间以每秒4米（每20ps 0.8埃）和焊接过程中以每秒1米（每20ps 0.2埃）的平均速率移动将冷冻面，每一个步骤中每20 ps的放松中有0.4％和0.1％是拉紧的。金属纳米线的断裂已被广泛研究 。在这项工作中，我们研究断裂，并用所产生的尖端进行冷焊。我们显示的断裂处理作为一种补充，只是为了帮助理解焊接过程的；因此，我们将更专注于焊接过程中更理论的研究。 事实上，以往我们并没有意识到任何冷焊的模拟。因此，在为了纳米线而进行焊接过程中，我们首先考虑一个纳米线被拉伸，直到它爆发，产生两个纳米线尖端。