各向异性界面超额自由能的从头计算
材料科学
2015-06-12 v2 计算物理
摘要
我们描述了一种简单的方法，用于通过从头计算确定固态晶体系统中界面自由能的完整取向依赖性。我们以 Al-Ti 合金系统中的析出相为例说明了该方法。该方法结合了最通用形式的团簇展开形式体系（用于模拟系统能量学）与著名的 Wulff 构造的逆过程（用于从平衡析出相形状恢复界面能）。虽然逆 Wulff 构造仅提供各种界面自由能的相对大小，但可以通过计算单个方便选择的平面界面来恢复绝对自由能。该方法能够考虑几乎所有熵源（源于声子、体点缺陷以及界面粗糙度），因此能够透明地处理原子级平滑和粗糙的界面。该方法使用适用于一般取向依赖量的对称性适配基函数来表达界面性质的所得取向依赖性。作为副产品，本文提供了一种生成此类基函数的简单通用方法，这些基函数被证明在各种其他应用中很有用，例如表示所谓的组分应变弹性能的各向异性。
引用
@article{arxiv.1301.0168,
title = {Ab initio calculation of anisotropic interfacial excess free energies},
author = {Axel van de Walle and Chirranjeevi Balaji Gopal and Steve Demers and Qijun Hong and Adam Kowalski and Ljubomir Miljacic and Gregory Pomrehn and Pratyush Tiwary},
journal= {arXiv preprint arXiv:1301.0168},
year = {2015}
}
备注
17 pages, 9 figures