与高温液体相比,过冷液体的动力学特性比较复杂,动力学迟缓造成的β-弛豫会使系统产生动力学不均匀性。本文通过分子动力学模拟的手段,对过冷液体的微观结构特性以及动力学特性进行了一系列研究。过冷液体的静态结构特性与高温液体的大致相同,呈现短程序结构,但是过冷液体的对分布函数在第二峰会产生劈裂。在短程内,过冷液体原子之间的关联性随着温度的降低而增强。过冷液体的动力学特性与高温液体存在本质上的差异。过冷液体均方根位移以及中间自散射函数在中期会出现平台,温度越低,平台持续时间越长,对应β-弛豫。非高斯参数在β-弛豫阶段出现指数形增长,原子位移分布逐渐开始脱离高斯分布,显现出动力学上的不均匀性。在高温区域,四点关联函数接近0,表明高温时协同运动的粒子较少,系统较均匀。随着温度的降低,协同运动的粒子数目增多,系统出现动力学不均匀性。研究表明这种温度导致的动力学不均匀性是过冷液体能够发生玻璃转变的本质原因。为了进一步揭示过冷液体中动力学不均匀性的微观机理,本论文研究结果表明过冷液体中原子存在跳动现象。对跳动原子的结构特性进行分析,发现跳动原子之间具有短程强相关性。经过动力学特性分析,得知跳动原子与初始位置的关联性随着运动时间的增加而增强。跳动原子周围的壳原子对分布函数有第一峰,表明壳原子具有短程序结构。分析壳原子的动力学特性,可知壳原子与初始位置的关联性随时间的增加而减弱。跳动原子能够使壳原子发生协同运动,从而造成动力学不均匀性。本文进一步探索了动力学不均匀性对形核过程的影响。通过识别出系统中的类-HCP原子和类-FCC原子,研究结果表明温度越低,类-结构原子数目越多。其他原子会以类-HCP原子或者类-FCC原子为中心发生聚集,形成短程序结构。类-结构团簇之间具有短程相关性。类-HCP原子和类-FCC原子的形成方式有两种:外部原子参与和近邻原子重组。大多数类-HCP原子和类-FCC原子都由近邻原子重组形成,这从侧面反映了动力学不均匀性对于形核过程的重要意义。