Předpověď struktur multiprvkových kovových vrstev vytvářených atom po atomu pomocí klasické molekulární dynamiky

Pavla MACHÁŇOVÁ

Bachelor's thesis

Abstract:

Tato práce se věnuje modelování tenké vrstvy CuZr pomocí klasické molekulární dynamiky. Interakce mezi atomy byly popsány metodou empirického potenciálu. Simulace probíhaly s využitím programu LAMMPS. Na krystalický měděný substrát přilétaly jednotlivé atomy Cu a Zr. Sledovala jsem závislost struktury tenké vrstvy na parametrech jejího vytváření. Zkoumané parametry byly energie přilétajících atomů a podíl Cu a Zr mezi přilétajícími atomy. Ukázalo se, že energie má vliv především na homogenitu. Pro vyšší energii přilétajících atomů byla vzniklá tenká vrstva homogenější, což se projevilo i na hodnotě koordinačních čísel Cu a Zr a na podílu jednotlivých vazeb (Cu-Cu, Cu-Zr, Zr-Zr). Podíl Cu a Zr mezi přilétajícími atomy měl vliv především na strukturu. Na základě simulací jsem stanovila, že vrstva CuZr má amorfní strukturu pro podíl Cu mezi přilétajícími atomy 20 - 90 %. Pro podíl 10 % Cu (tj. 90 % Zr) je vrstva krystalická. Tento závěr je v souladu s již dříve provedeným experimentem.

Abstract:

This paper presents modeling of thin layer CuZr using classical molecular dynamics. Interactions among atoms were described with empirical potentials. The simulations were done using the LAMMPS program. Single atoms Cu and Zr were deposited on crystalline Cu substrate. I focused on dependence of the thin layer properties on the parametres of its growth. The studied parametres were the energy of the arriving atoms and the fraction of Cu and Zr among them. I found that energy primarily affects homogeneity. For the higher energy of the arriving atoms the resulting thin layer was more homogenous, which was also reflected on the value of the coordinate numbers Cu and Zr and on the fraction of individual bonds (Cu-Cu, Cu-Zr, Zr-Zr). The fraction of Cu and Zr among arriving atoms had influence on the structure of the thin layer. On the basis of the simulations I determined that the CuZr layer is amorphous for the Cu fraction among arriving atoms 20 - 90 %. The layer is crystalline for fraction 10 % Cu (90 % Zr). This result is in line with an experiment that has already been carried out.

Keywords

CuZr, molekulární dynamika, empirické potenciály, LAMMPS, růst tenké vrstvy, struktura tenké vrstvy

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 25. 5. 2018

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Doc. Ing. Jiří Houška, Ph.D.

University of West Bohemia

Faculty of Applied Sciences

Bachelor programme / field:
Applied Sciences and Computer Engineering / Applied and Engineering Physics