原始纳米柱中位错表面形核的逼真时间尺度全原子模拟
材料科学
2013-05-14 v2 介观与纳米尺度物理
统计力学
计算物理
摘要
我们利用最近提出的加速动力学算法 (Tiwary & van de Walle, 2011)，计算了在逼真载荷下原始金纳米柱中位错表面形核的激活自由能对温度和应力的依赖性。在保持全原子分辨率的同时，我们实现了分数秒量级的时间尺度。我们发现激活自由能显著依赖于驱动力（应力或应变）和温度，从而导致非常高的激活熵。我们还对金纳米柱进行了压缩测试，应变率变化跨越 7 个数量级，低至 10^3/s。我们的计算展示了不切实际的应变率分子动力学计算对屈服点的定量影响：我们发现，虽然金纳米柱<001>方向压缩的失效机制在整个应变率范围内保持不变，但弹性极限（定义为第一个位错形核时的应力）显著依赖于应变率。我们还提出了一种新方法，克服了原始加速动力学方案（以及一般的加速动力学方法）的一些局限。我们详细阐述了我们的方法，以便将其用于理解和预测各种问题在逼真驱动力下的变形机制。
引用
@article{arxiv.1202.4796,
title = {Realistic time-scale fully atomistic simulations of surface nucleation of dislocations in pristine nanopillars},
author = {Pratyush Tiwary and Axel van de Walle},
journal= {arXiv preprint arXiv:1202.4796},
year = {2013}
}
备注
29 pages, 8 figures. Submitted. Corrected acknowledgments