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龙图腾网恭喜中南大学申请的专利基于分子动力学的离子注入材料时粗糙度仿真方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117558350B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-14发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202311302740.6，技术领域涉及：G16C10/00；该发明授权基于分子动力学的离子注入材料时粗糙度仿真方法是由唐进元;姜婷婷设计研发完成，并于2023-10-09向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于分子动力学的离子注入材料时粗糙度仿真方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于分子动力学的离子注入材料时粗糙度仿真方法，包括：S1.根据设定的三维粗糙度参数Sq的值构建研究材料的表面点高度矩阵M；S2.构建研究材料的光滑表面靶体模型，并根据研究材料的表面点高度矩阵M，将光滑表面靶体模型变化为粗糙表面靶体模型；S3.读取粗糙表面靶体模型，之后构建离子注入粗糙表面靶体模型时的分子动力学模型并进行仿真计算；S4.提取离子注入过程中粗糙表面靶体模型的靶体表面形貌，并根据靶体表面形貌计算表面粗糙度变化趋势。本发明能够在考虑研究材料初始表面粗糙度的情况下，预测在离子注入下研究材料表面的粗糙度的变化，进而对研究离子注入下材料表面粗糙度的演变机理提供理论指导，而且操作简单，成本低。

本发明授权基于分子动力学的离子注入材料时粗糙度仿真方法在权利要求书中公布了：1.一种基于分子动力学的离子注入材料时粗糙度仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.根据设定的三维粗糙度参数Sq的值构建研究材料的表面点高度矩阵M；S2.构建所述研究材料的光滑表面靶体模型，并根据所述研究材料的表面点高度矩阵M，将所述光滑表面靶体模型变化为粗糙表面靶体模型；S3.读取所述粗糙表面靶体模型，之后构建离子注入所述粗糙表面靶体模型时的分子动力学模型并进行仿真计算；S4.提取离子注入过程中所述粗糙表面靶体模型的靶体表面形貌，并根据所述靶体表面形貌计算表面粗糙度变化趋势；步骤S1中，所述三维粗糙度参数Sq表示物体表面的点高度到基准平面的距离的均方根，所述基准平面的高度为物体表面的所有点高度的平均值；步骤S1中，将所述研究材料的表面分解为n个子表面，所述研究材料的表面点高度矩阵M满足关系： ，式中，为所述研究材料的相邻表面点的间距，为所述子表面的相邻表面点的间距，为各个所述子表面的表面点高度矩阵，权重因子（i=1，2，……，n）之和为1，所述研究材料的表面点高度矩阵M和所述子表面的表面点高度矩阵的行列数相同；步骤S1中，所述子表面的表面点高度矩阵的构建方法为：利用Python的random函数将所有所述子表面的表面点初始高度矩阵赋予随机值，所有所述子表面的表面点初始高度矩阵服从高斯分布，即；利用Python的interpolate函数对所述子表面的表面点初始高度矩阵进行插值，将其构建为所述子表面的表面点高度矩阵；步骤S2具体包括如下步骤：步骤S201.构建所述光滑表面靶体模型，并储存所述光滑表面靶体模型的所有原子的三维坐标值（）；步骤S202.将所述光滑表面靶体模型中位于同一竖直线上的原子与所述研究材料的表面点高度矩阵M中的一个元素相对应，根据同一竖直线上的原子在水平面上的投影的坐标值（），计算所述研究材料的表面点高度矩阵M中对应的元素的行序号和列序号；步骤S203.利用行序号和列序号读取所述研究材料的表面点高度矩阵M中对应的元素的数值 ，）；步骤S204.判断同一竖直线上的原子的高度值与对应元素的数值的大小，若，保留对应的原子，否则，删除对应的原子；步骤S205.根据所有被保留的原子的相关信息构建所述粗糙表面靶体模型；步骤S4具体包括如下步骤：步骤S401.构造一个矩阵，并将其初始化为零矩阵，其中第p行第q列的元素表示为；步骤S402.所述粗糙表面靶体模型的原子的三维坐标值为（），将所述粗糙表面靶体模型中位于同一竖直线上的原子与所述矩阵中的一个元素相对应，根据同一竖直线上的原子在水平面上的投影的坐标值（），计算所述矩阵中对应的元素的行序号和列序号；步骤S403.对比元素的数值与对应原子的高度值的大小，若，则令，否则，保持不变；步骤S404.直至所有原子迭代完成，将所述矩阵作为离子注入过程中所述粗糙表面靶体模型的靶体表面形貌。

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