Hybrid-PFC：相场晶体模型及其�幅方程表述的耦合
材料科学
2025-01-23 v1 计算物理
摘要
相场晶体 (PFC) 模型通过周期性的微观密度场描述晶体结构在扩散时间尺度上的行为。它被提议用于模拟晶体生长中的弹性行为，编码了关于晶体机械性质的大部分现象，如位错核生与运动、晶界以及弹性或界面能各向异性。为克服小系统的限制，一种聚焦于微观密度场慢变化复�幅的粗糙化表述被发明。该�幅-PFC (APFC) 模型在描述弹性和位错方面表现良好，但在描述大角度晶界时受限于近似微观特征。我们在此提出一种半导体概念，用于构建将PFC模型与其�幅方程表述相耦合的混合多尺度框架，该框架在类晶体 bulk 中利用APFC的粗糙化描述，同时在位错、晶界、界面或表面处利用PFC的分辨率。通过基于傅里叶谱方法的高级离散化实现该耦合，并允许局部解的更新。该离散化还推广了PFC模型的边界条件描述。我们通过二维基准仿真展示了该框架的能力。我们还表明，所提出的表述允许克服APFC模型在描述大角度晶界方面的局限性。
引用
@article{arxiv.2407.17283,
title = {Hybrid-PFC: coupling the phase-field crystal model and its amplitude-equation formulation},
author = {Maik Punke and Marco Salvalaglio},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.17283},
year = {2025}
}
备注
24 pages, 9 figures