基于有限元和分子动力学的SERS基底仿真优化方法

专利主权项内容

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Materials studio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Materials studio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。