Связь поверхностной самодиффузии и подвижности пузырей в твердом теле: теория и атомистическое моделирование
Антропов А.С., Озрин В.Д., Стегайлов В.В., Тарасов В.И.

Поступила в редакцию: 11 Января 2019

DOI: 10.1134/S0044451019070137

PDF (514.4K)

Диффузионные процессы в твердых телах характеризуются сложными механизмами, происходящими на атомистическом уровне. Соответствующие теоретические представления достаточно развиты для случая диффузии точечных дефектов. В то же время диффузия таких объектов, как кластеры вакансий или нанометровые полости в кристаллической решетке, описывается лишь в рамках теории, основанной на континуальных предположениях сплошной среды. В данной работе предпринята попытка связать существующую теорию диффузии пузырьков в кристаллической матрице с атомистическим описанием данного процесса на основе метода молекулярной динамики. Для простоты рассмотрена диффузия полостей в двумерной решетке Леннарда-Джонса. Предложен метод управляемой молекулярной динамики для ускоренного прямого расчета скорости диффузии пузырей. На основе результатов моделирования дана практическая интерпретация такого параметра континуальной теории, как скорость поверхностной самодиффузии. Показана область применимости континуальной теории и сформулированы принципы ее уточнения для использования в случае пузырьков минимальных размеров.