电化学过程反应原子模拟的电压均衡
材料科学
2015-09-02 v1
摘要
我们引入了 EChemDID 模型，用于描述反应分子动力学模拟中的电化学驱动力。该方法描述了外部电化学势（电压）在金属结构内的均衡，及其对反应分子动力学中使用的自洽部分原子电荷的影响。分配给每个原子的一个附加变量表示其附近的局部电势，我们利用虚构但计算便捷的动态过程，在分子动力学模拟过程中实时描述该电势在非单连通金属结构内的均衡。该局部静电势用于动态修改原子电负性，进而通过电荷均衡计算部分原子电荷。验证测试表明，该方法能够准确描述由施加电压产生的电场以及电化学反应的驱动力。我们通过电化学金属化单元操作的模拟展示了 EChemDID 的应用。模拟预测了随着导电金属桥的形成，器件在高电阻态与低电阻态之间的切换，以及可与实验测量相比较的电阻电流。除了在纳米电子学中的应用外，EChemDID 还可用于模拟电化学能量转换器件。
引用
@article{arxiv.1504.03621,
title = {Voltage equilibration for reactive atomistic simulations of electrochemical processes},
author = {Nicolas Onofrio and Alejandro Strachan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1504.03621},
year = {2015}
}
备注
19 pages, 5 figures