钚中相变路径与能量学的原子尺度研究
材料科学
2015-05-13 v1
摘要
理解钚（Pu）结构相变最具挑战性的问题之一是确定从一个晶体对称性到另一个晶体对称性的能量有利且连续的原子路径。该问题涉及枚举候选路径并研究其能量学，以获得对不稳定性和能量势垒的认识。本工作的目的是研究Pu中δ到α'相变两条变换路径的能量学，这两条路径最近基于对称性被提出[Lookman et al., Phys. Rev. Lett. 100:145504, 2008]。这些路径需要存在中间六角密排（hcp）结构或简单六角（sh）结构。母相fcc与中间六角结构的一个子群具有三角对称性，促进了向中间hcp或sh结构的转变。随后声子打破平移对称性，使中间hcp或sh结构转变为α'结构最终的单斜对称性。我们使用修正嵌入原子方法（MEAM）对Pu进行模拟，以研究这些候选路径。我们的主要结论是：经由hcp的路径在能量上更为有利，两条路径的体积变化基本上都发生在相变的第二步，即从中间sh或hcp结构到单斜结构。我们的工作还揭示了当前最先进的MEAM势在描述与低对称性单斜结构相关的各向异性方面的不足。
引用
@article{arxiv.0812.0985,
title = {Atomistic studies of transformation pathways and energetics in plutonium},
author = {R. Gröger and T. Lookman and A. Saxena},
journal= {arXiv preprint arXiv:0812.0985},
year = {2015}
}
备注
12 pages, 5 figures, accepted for publication in Philos. Mag