搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

MEAM势与Tersoff势比较研究碳化硅熔化与凝固行为

周耐根 洪涛 周浪

MEAM势与Tersoff势比较研究碳化硅熔化与凝固行为

周耐根, 洪涛, 周浪
PDF
导出引用
  • 运用分子动力学方法对比模拟研究了碳化硅的体熔化、表面熔化和晶体生长过程.分别采用MEAM 势和Tersoff势两种势函数描述碳化硅.结果表明:体熔化时,两种势函数描述的SiC的原子平均能量、Lindemann指数和结构有序参数与温度的变化关系相似,但MEAM势对应的体熔点(4250 K)比Tersoff势(4750 K) 的要高.表面熔化时,两种势函数描述的SiC在相同的过热度下熔化速度相近;而在相同的温度条件下,MEAM 作用的SiC表面熔化速度更快.这是由于MEAM势SiC的热力学熔点(3338 K)低于Tersoff势SiC的热力学熔点(3430 K)的缘故.两种势函数作用的SiC在晶体生长方面差异很大.MEAM势SiC的晶体生长速度与过冷度有关, 过冷度约为400 K时晶体生长速度最快.但Tersoff势SiC晶体却在过冷度为01000 K的范围内均不能生长. 综合考虑,MEAM势比Tersoff势能更好地描述碳化硅的熔化和凝固行为.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10502024)资助的课题.
    [1]

    Morkoc S S, Gao G B, Lin M E, Sverdlov B, Burns M 1994 J. Appl. Phys. 76 1363

    [2]

    Lely J A 1955 Ber.Deut.Keram.Ges 32 229

    [3]

    Straughan V E, Mayer E F 1960 (Pergamon Press) pp84—93

    [4]

    Muller S G, Glass R C, Hobgood H M, Tsvetkov V F, Brady M, Henshall D, Malta D, Singh R, Palmour J, Carter C H 2001 Materials Science and Engineering B-Solid State Materials for Advanced Technology 80 327

    [5]

    Lei Y, Chen Z N 1997 Acta Phys. Sin. 46 0511(in Chinese) [雷雨,程兆年 1997 物理学报 46 0511]

    [6]

    Kluge M D, Ray J R 1988 Phys. Rev. B 39 1738

    [7]

    Baskes M I 1992 Phys. Rev. B 46 2727

    [8]

    Erhart P, Albe K 2005 Phys. Rev. B 71 035211

    [9]

    Tersoff J 1989 Phys. Rev. B 39 5566

    [10]

    Tang M J, Yip S 1995 Phys. Rev. B 52 15150

    [11]

    Tang M J, Yip S 2009 J. Appl. Phys. 76 2719

    [12]

    Prskalo A P, Schmauder S, Ziebert C, Ye J, Ulrich S 2010 Surface and Coatings Technology 204 2081

    [13]

    Huang H C, Ghoniem N M,Wong J K, Baskes M 1995 Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. 3 615

    [14]

    Shen H J 2007 J. Mater. Sci. 42 6382

    [15]

    Chatterjee A,Kalia R K, Nakano A, Omeltchenko A, Tsuruta K, Vashishta P, Loong C K,Winterer M, Klein S 2000 Appl.Phys.Lett. 77 1132

    [16]

    Baskes M I 1987 Phys. Rev. L 59 2666

    [17]

    Baskes M I, Nelson J S, Wright A F 1989 Phys. Rev. B 40 6085

    [18]

    Brenner D W 1990 Phys. Rev. B 42 9458

    [19]

    Lindemann F 1910 J. Physik. Z. 11 609

    [20]

    Zhou Y Q, Karplus M, Ball K D, Stephen Berry R 2002 J. Chem. Phys. 116 2323

    [21]

    Wang H L, Wang X X, Liang H Y 2005 Acta Metall. Sin. 41 568 (in Chinese) [王海龙,王秀喜,梁海弋 2005 金属学报 41 568]

    [22]

    Ding F, Bolton K, Rosen A 2005 European Physical Journal D 34 275

    [23]

    Mishin Y, Mehl M J, Papaconstantopoulos D A, Voter A F, Kress J D 2001 Phys. Rev. B 63 224106

    [24]

    Sorkin V, Polturak E, Adler J 2003 Phys. Rev. B 68 174103

    [25]

    Lutsko J F, Wolf D, Phillpot S R, Yip S 1989 Phys. Rev. B 40 2841

    [26]

    Massalski T B, Okamoto H, Subramanian P R, Kacprzak L 1990 Binary Alloy Phase Diagrams (Volume 1) (USA:ASM International) p1485

  • [1]

    Morkoc S S, Gao G B, Lin M E, Sverdlov B, Burns M 1994 J. Appl. Phys. 76 1363

    [2]

    Lely J A 1955 Ber.Deut.Keram.Ges 32 229

    [3]

    Straughan V E, Mayer E F 1960 (Pergamon Press) pp84—93

    [4]

    Muller S G, Glass R C, Hobgood H M, Tsvetkov V F, Brady M, Henshall D, Malta D, Singh R, Palmour J, Carter C H 2001 Materials Science and Engineering B-Solid State Materials for Advanced Technology 80 327

    [5]

    Lei Y, Chen Z N 1997 Acta Phys. Sin. 46 0511(in Chinese) [雷雨,程兆年 1997 物理学报 46 0511]

    [6]

    Kluge M D, Ray J R 1988 Phys. Rev. B 39 1738

    [7]

    Baskes M I 1992 Phys. Rev. B 46 2727

    [8]

    Erhart P, Albe K 2005 Phys. Rev. B 71 035211

    [9]

    Tersoff J 1989 Phys. Rev. B 39 5566

    [10]

    Tang M J, Yip S 1995 Phys. Rev. B 52 15150

    [11]

    Tang M J, Yip S 2009 J. Appl. Phys. 76 2719

    [12]

    Prskalo A P, Schmauder S, Ziebert C, Ye J, Ulrich S 2010 Surface and Coatings Technology 204 2081

    [13]

    Huang H C, Ghoniem N M,Wong J K, Baskes M 1995 Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. 3 615

    [14]

    Shen H J 2007 J. Mater. Sci. 42 6382

    [15]

    Chatterjee A,Kalia R K, Nakano A, Omeltchenko A, Tsuruta K, Vashishta P, Loong C K,Winterer M, Klein S 2000 Appl.Phys.Lett. 77 1132

    [16]

    Baskes M I 1987 Phys. Rev. L 59 2666

    [17]

    Baskes M I, Nelson J S, Wright A F 1989 Phys. Rev. B 40 6085

    [18]

    Brenner D W 1990 Phys. Rev. B 42 9458

    [19]

    Lindemann F 1910 J. Physik. Z. 11 609

    [20]

    Zhou Y Q, Karplus M, Ball K D, Stephen Berry R 2002 J. Chem. Phys. 116 2323

    [21]

    Wang H L, Wang X X, Liang H Y 2005 Acta Metall. Sin. 41 568 (in Chinese) [王海龙,王秀喜,梁海弋 2005 金属学报 41 568]

    [22]

    Ding F, Bolton K, Rosen A 2005 European Physical Journal D 34 275

    [23]

    Mishin Y, Mehl M J, Papaconstantopoulos D A, Voter A F, Kress J D 2001 Phys. Rev. B 63 224106

    [24]

    Sorkin V, Polturak E, Adler J 2003 Phys. Rev. B 68 174103

    [25]

    Lutsko J F, Wolf D, Phillpot S R, Yip S 1989 Phys. Rev. B 40 2841

    [26]

    Massalski T B, Okamoto H, Subramanian P R, Kacprzak L 1990 Binary Alloy Phase Diagrams (Volume 1) (USA:ASM International) p1485

  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  10969
  • PDF下载量:  1210
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-04-12
  • 修回日期:  2011-05-07
  • 刊出日期:  2012-01-05

MEAM势与Tersoff势比较研究碳化硅熔化与凝固行为

  • 1. 南昌大学材料科学与工程学院, 南昌 330031
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:10502024)资助的课题.

摘要: 运用分子动力学方法对比模拟研究了碳化硅的体熔化、表面熔化和晶体生长过程.分别采用MEAM 势和Tersoff势两种势函数描述碳化硅.结果表明:体熔化时,两种势函数描述的SiC的原子平均能量、Lindemann指数和结构有序参数与温度的变化关系相似,但MEAM势对应的体熔点(4250 K)比Tersoff势(4750 K) 的要高.表面熔化时,两种势函数描述的SiC在相同的过热度下熔化速度相近;而在相同的温度条件下,MEAM 作用的SiC表面熔化速度更快.这是由于MEAM势SiC的热力学熔点(3338 K)低于Tersoff势SiC的热力学熔点(3430 K)的缘故.两种势函数作用的SiC在晶体生长方面差异很大.MEAM势SiC的晶体生长速度与过冷度有关, 过冷度约为400 K时晶体生长速度最快.但Tersoff势SiC晶体却在过冷度为01000 K的范围内均不能生长. 综合考虑,MEAM势比Tersoff势能更好地描述碳化硅的熔化和凝固行为.

English Abstract

参考文献 (26)

目录

    /

    返回文章
    返回