Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Stability phase diagram of the Ir-Pt solid solution - numerical modelling from first principles

Woźniakowski A., Deniszczyk J.

Journal of Medical Informatics & Technologies

|

2013

|

Vol. 22

265--269

EN

First principles based numerical methods are used to determine the phase stability diagram of the Ir–Pt solid solution with A1-type crystal structure. Ising-like cluster expansion formalism was used to construct the lattice Hamiltonian. Phase diagram was calculated with the use of Monte Carlo simulations. Miscibility gap in this system was predicted. Calculated consolute temperature (TC) is about 1250 K at 50% of platinum when excess vibrational contribution to the free energy was included. The result is in good quantitative agreement with experimental data.

2

Phase diagram calculations for the ZnSe-BeSe system by first-principles based thermodynamic Monte Carlo integration

Woźniakowski A., Deniszczyk J.

Computer Methods in Materials Science

|

2013

|

Vol. 13, No. 2

351--356

EN

The T-x phase diagram of Zn1-xBexSe alloy is calculated by means of ab initio method supplemented with the lattice Ising-like model cluster expansion approach and the Monte Carlo thermodynamic computations. Presented results confirm the high quality of mapping of disordered alloy onto the lattice Hamiltonian. The calculated phase diagram shows the asymmetric miscibility gap with the upper critical solution temperature equal to 860 K (1020 K) when the lattice vibrations are included (excluded) in the free energy of the system. We have proved that below the room temperature the miscibility of ZnSe and BeSe phases is possible only in the narrow range of concentration near the x = 0 and 1. At elevated temperatures the two phases are more capable to be mixed over the wider concentration range on the Zn-rich side of phase diagram.

PL

W pracy przedstawiono rezultaty badań teoretycznych stabilności fazowej roztworu stałego Zn1-xBexSe w zależności od temperatury i koncentracji składników. Diagram fazowy T-x wyznaczono na podstawie potencjału termodynamicznego wyliczonego metodą całkowania termodynamicznego Monte Carlo w ramach wielkiego rozkładu kanonicznego. W obliczeniach termodynamicznych wykorzystano Hamiltonian sieciowy w postaci tzw. rozwinięcia klastrowego (typu modelu Isinga). Współczynniki energetyczne rozwinięcia klastrowego wyznaczono drogą dopasowania Hamiltonianu sieciowego do wartości entalpii tworzenia wyliczonych kwantowymi metodami z pierwszych zasad dla 33 nadstruktur Zn1-xBexSe w całym zakresie koncentracji. W obliczeniach termodynamicznych uwzględniono również wkład do energii swobodnej pochodzący od drgań sieci, który wyznaczono dla 33 nadstruktur w ramach przybliżenia kwazi-harmonicznego. Uzyskany z obliczeń diagram fazowy T-x charakteryzuje się asymetryczną luką mieszalności. Obliczenia termodynamiczne oparte wyłącznie na części konfiguracyjnej energii swobodnej dają diagram fazowy z górnym punktem krytycznym: xC = 0,69 i TC = 1020 K. Uwzględnienie drgań sieci daje obniżoną temperaturę krytyczną TC = 860 K (xC = 0,65). Prezentowane badania wykazały, że poniżej temperatury pokojowej mieszalność faz ZnSe i BeSe jest możliwa wyłącznie w wąskich zakresach koncentracji (x ≈ 0 oraz x ≈1). W podwyższonej temperaturze, 400 K < T < TC, mieszalność faz ZnSe i BeSe jest możliwa również w roztworach Zn1-xBexSe o wzbogaconej zawartości cynku.

3

First Principles Phase Diagram calculations for the CdSe-CdS wurtzite, zincblende and rock salt structures

Woźniakowski A., Deniszczyk J., Adjaoud O., Burton B. P.

Computer Methods in Materials Science

|

2013

|

Vol. 13, No. 2

345--350

EN

The phase diagrams of CdSe1-xSx alloys were calculated for three different crystal structure types: wurtzite (B4); zinc-blende (B3); and rocksalt (B1). Ab initio calculations of supercell formation energies were fit to cluster expansion Hamiltonians, and Monte Carlo simulations were used to calculate finite temperature phase relations. The calculated phase diagrams have symmetric miscibility gaps for B3 and B4 structure types and a slightly asymmetric diagram for B1 structure. Excess vibrational contributions to the free energy were included, and with these, calculated consolute temperatures are: 270 K for B4; 300 K for B3; and 270 K for B1. Calculated consolute temperatures for all structures are in good quantitative agreement with experimental data.

PL

Półprzewodnikowe związki Cd(Se,S) oraz ich stopy charakteryzują się szeroką bezpośrednią przerwą energetyczną i dlatego mogą być przydatne w urządzeniach optoelektronicznych, światłoczułych, detektorach promieniowania gamma, diodach elektroluminescencyjnych, laserach oraz ogniwach słonecznych. Ze względu na możliwość atrakcyjnych zastosowań półprzewodnikowe stopy CdSe1-xSx są w ostatnich latach przedmiotem rozważań teoretycznych oraz intensywnych badań doświadczalnych. Związki Cd(Se,S) w warunkach normalnych krystalizują w heksagonalnej strukturze wurcytu (B4) oraz metastabilnej, ściennie centrowanej strukturze blendy cynkowej (B3). Pod wpływem wysokiego ciśnienia struktury B4 oraz B3 zmieniają swoją formę krystaliczną i przekształcają się w gęstszą, ściennie centrowaną strukturę soli kamiennej (B1). Celem niniejszej pracy jest przeprowadzenie obliczeń diagramów fazowych oraz wyznaczenie krytycznej temperatury mieszalności dla stopów CdSe1-xSx krystalizujących w strukturach B4, B3 oraz B1. Diagramy fazowe zostały wyznaczone na podstawie potencjałów termodynamicznych obliczonych metodą całkowania termodynamicznego Monte Carlo. Zrealizowany proces obliczeń wskazuje na występowanie luk mieszalności w całym zakresie koncentracji CdSe1-xSx dla wszystkich rozpatrywanych sieci krystalicznych. Rezultaty uzyskane dla struktur sieci B4 oraz B3 charakteryzują się symetrycznymi lukami mieszalności. W przypadku struktur sieci B1 luka mieszalności wykazuje lekko asymetryczny charakter. Wyznaczone krytyczne temperatury mieszalności wynoszą 270 K, 300 K, 270 K odpowiednio dla struktur sieci B4, B3 i B1. W obliczeniach uwzględniono efekt drgań sieci, a uzyskane rezultaty wykazują dobrą zgodność z dostępnymi w literaturze danymi eksperymentalnymi.