十方Al-Co-Cu准晶的模拟结构与热力学
材料科学
2024-04-23 v1
摘要
利用经验振荡对势（EOPP）在分子动力学（MD）模拟中研究了Al-Co-Cu十方准晶（QCs）的原子结构，并通过蒙特卡洛（MC）化学物种交换和副本交换增强了模拟。预测的结构呈现平面十方铺砌图案，并沿垂直方向周期性。然后我们使用第一性原理密度泛函理论（DFT）重新计算了有希望结构的能量，以及竞争相的能量。我们发现我们的-膨胀序列的准晶近似相在低温下能量不稳定，至少高出3 meV/atom。通过计算简谐振动熵以及包括化学物种交换和瓦片翻转的非简谐贡献，将研究扩展到有限温度，我们的结果表明准晶相在600-800K及以上的温度范围内被熵稳定。它在低温下分解为普通（尽管复杂）的晶体相，包括部分无序的B2型相。我们讨论了密度和组成对准晶相稳定性的影响；比较了富Co和富Cu准晶的结构差异；并分析了熵在稳定准晶中的作用，最后讨论了“高熵”准晶可能存在的可能性。
引用
@article{arxiv.2404.14086,
title = {Simulated structure and thermodynamics of decagonal Al-Co-Cu quasicrystals},
author = {Y. Huang and M. Widom and M. Mihalkovič},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.14086},
year = {2024}
}