Modeling of the interatomic interactions in the copper crystal applied in the structure (111)Cu(0001)Al2O3

• Autorzy: Nalepka K. , Pęcherski R. B.

Warianty tytułu

PL

Modelowanie międzyatomowych oddziaływań w krysztale miedzi znajdującym się w układzie (111)Cu(0001)Al2O3

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Atomistic model developed by Rosato-Guillop´e-Legrand (RGL) [1] in the application to the copper crystal applied in the metal/oxide system (111)Cu(0001)Al2O3 was studied. The parameters of the model were identified with use of the concept of elastic eigen – states proposed originally in [8]. To test the studied RGL potential, the own program, which uses the code of the package for quantum-mechanical calculations (CASTEP [10]) was written. It is shown that due to suitable selection of the parameters the model predicts adequate behaviour within the range of small strains, while for finite deformations the results are not correct. Therefore, the possibility of the replacement of the studied RGL potential is discussed.

PL

Zbadano zastosowanie potencjału opracowanego przez Rosato-Guillope-Legranda (RGL) [1] do modelowania oddziaływań międzyatomowych w krysztale miedzi znajdującym się w układzie metal/ tlenek: (111)Cu(0001)Al2O3. Parametry modelu zidentyfikowano za pomocą koncepcji sprężystych stanów własnych zaproponowana w sposób oryginalny przez J. Rychlewskiego [8]. Aby zweryfikować badany model opracowano własny program wykorzystujący kod pakietu do obliczeń kwantowo – mechanicznych (CASTEP [10]). Wykazano, że z uwagi na odpowiedni dobór parametrów, model poprawnie opisuje zachowanie kryształu w zakresie małych odkształceń, natomiast w przypadku skończonych deformacji wyniki nie są prawidłowe. W związku z tym rozważono zastosowanie nowego potencjału.

Słowa kluczowe

EN

interatomic interactions; copper

PL

oddziaływania międzyatomowe; miedź

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 54, iss. 2
• Strony: 511--522
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys.

Twórcy

autor

Nalepka K.

autor

Pęcherski R. B.

• AGH UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY, FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING AND ROBOTICS, DEPARTMENT OF THE STREGTH AND FATIGUE OF MATERIALS AND STRUCTURES, 30-059 KRAKOW, 30 MICKIEWICZA AV., POLAND

Bibliografia

• [1] V. Rosato, M. Guillope, B. Legrand, Thermodynamical and structural properties of f.c.c transition metals using a simple tight-binding model, Phil. Mag. 59, 321, (1989).
• [2] S. V. Dimitriev, N. Yoshikawa, Y. Kagawa, Misfit accommodation at the Cu(111)/-Al2O3 (0001) interface studied by atomistic simulation, Comp. Mater. Sci. 29, 95, (2004).
• [3] S. V. Dimitriev et al., Atomistic structure of the Cu(111)/-Al2O3 (0001) interface in terms of interatomic potentials fitted to ab initio results, Acta Mater 52, 1959 (2004).
• [4] S. V. Dimitriev et al., Modeling interatomic interactions across Cu/-Al2O3 interface, Comp. Mater. Sci. 36, 281 2006.
• [5] I. G. Batyrev, L. Kleinman, In-plane relaxation of Cu(111) and Al(111)/-Al2O3 (0001) interfaces, phys revb 64, 033410 (2001).
• [6] W. Zhang, J. R. Smith,A. G. Evans, The connection between ab initio calculation and interface adhesion measurements on metal/ oxide systems: Ni/Al2O3 and Cu/Al2O3, Acta Mater. 50, 3803 (2002).
• [7] K. Nalepka, Physical foundations of energy-based criterion of material effort for anisotropic solids on the example of a single cupper crystal, 2005 (in Polish) – doctor thesis, supervisor: prof. R.B. Pecherski.
• [8] J. Rychlewski, On Hooke’s law, PMM 48, 420-432, 1984 (in Russian) – Prikl. Matem. Mekhan. 48, 303-314, 1984 (English translation)
• [9] J. Rychlewski, Unconventional approach to linear elasticity,Arch. Mech. 47, 159-171 (1995).
• [10] Quantum Mechanics Physics – CASTEP, ESOCS, FASTSTRUCTURE, Molecular Simulation inc., San Diego 1997.
• [11] M. C. Payne et al., Iterative minimization techniques for ab initio total-energy calculations: molecular dynamics and conjugate gradients, Rev. Mod. Phys. 64, 1045-1096 (1992).
• [12] P. Hecquet, B. Salanon, B. Legrand, Energetics of surface defects: toward a simplified model, surf. Sci. 459, 23-32 (2000).
• [13] International Tables for Crystallography, Volume A, Space-group symmetry, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 2002.
• [14] N. W. Ashcroft, N. D. Mermin, Fizyka Ciała Stałego, PWN, Warszawa, 1986.
• [15] J. F. Nye, Physical properties of crystals: their representation by tensors and matrices, clarendon press, oxford, 1957.
• [16] J. P. Perdew, Y. Wang, Accurate and simple analytic representation of the electron-gas correlation energy, Phys. Rev. B 45, 13244-13249 (1992).
• [17] R. Phillips, Crystals, Defects and Microstructures, Modeling Across Scales, Cambridge University Press, 2001.
• [18] C. Kittel, Wstęp do Fizyki Ciała Stałego, PWN, Warszawa, 1976.
• [19] T. Kraft, P. M. Marcus, Elastic constants and the instability of its bcc structure, Phys. Rev. B 48, 5886-5890 (1993).