一种用于多晶过程并应用于相变合金的快速模拟器
计算物理
2007-09-21 v2
摘要
我们提出了一种用于多晶相变材料的随机模拟器，能够对复杂的退火过程进行时空建模。该模型基于对体能量和表面能量的考量，生成由“单体”构成的晶粒的生长与衰减速率，这些单体本身可能是相当复杂的分子。我们使用 Gillespie 算法对该模型进行了多次模拟。模拟在分子尺度上进行，并采用了仅依赖于最近邻的局部自由能变化近似。格点既不对应于晶体格点，也不对应于单个单体，而是提供每个位点的双态局部相 （其中 对应非晶态， 对应晶态）以及连续晶体取向 的信息。作为示例，我们利用该模型模拟了用于相变存储器件等的硫族化合物 GST () 合金的结晶过程，其中利用非晶态与晶态区域之间的可逆变化来存储和处理信息。我们使用该模型模拟了 GST 的退火过程，包括具有非平凡时空温度变化的情况；这在低温下与实验测得的孕育时间吻合良好，同时在高温下能模拟非平凡的晶粒尺寸分布和熔化动力学。
引用
@article{arxiv.0709.3183,
title = {A fast simulator for polycrystalline processes with application to phase change alloys},
author = {Peter Ashwin and Patnaik BSV and C. David Wright},
journal= {arXiv preprint arXiv:0709.3183},
year = {2007}
}