基于环聚合物分子动力学的位错运动量子效应
材料科学
2018-10-24 v2
摘要
被称为零点振动的原子量子运动，在由轻原子或离子构成的凝聚态系统的低温下被认为十分重要，影响着质子转移反应、水与冰的振动谱以及低温氦的力学性质等行为。近来，原子量子运动被提出用以解释铁及 possibly 其他高质量原子金属中位错运动低温阻力(Peierls应力)在理论计算与实验测量间长期存在的差异。本文报道了在严格考虑凝聚相系统统计量子效应的环聚合物分子动力学(RPMD)精确形式下，对铁中螺位错量子运动的首次直接模拟。我们的量子RPMD模拟预测铁的Peierls应力仅比完全经典预测有适度(≈13%)的降低。模拟确认仅由零点能引起的Peierls应力降低接近早先预测的50%，但其效应被随温度降低有效原子尺寸增大(称为量子弥散的效应)大幅抵消。因此，原子量子运动并未解决铁中Peierls应力理论与实验值之间臭名昭著的差异。
引用
@article{arxiv.1712.04629,
title = {Quantum effects on dislocation motion from Ring-Polymer Molecular Dynamics},
author = {Rodrigo Freitas and Mark Asta and Vasily V. Bulatov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1712.04629},
year = {2018}
}