Особливості розрахунку з перших принципів енергії активації дифузії для систем Ag–Mo І Mo–Ag

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorПашкевич, Микола Олександрович
dc.contributor.authorХолмська, Ганна Дмитрівна
dc.contributor.authorСидоренко, Сергій Іванович
dc.contributor.authorЗамулко, Сергій Олександрович
dc.contributor.authorPashkevych, O. M.
dc.contributor.authorKholmska, G. D.
dc.contributor.authorSidorenko, S. I.
dc.contributor.authorZamulko, S. O.
dc.contributor.authorПашкевич, Н. А.
dc.contributor.authorХолмская, А. Д.
dc.contributor.authorСидоренко, С. И.
dc.contributor.authorЗамулко, С. А.
dc.date.accessioned2016-10-25T07:21:49Z
dc.date.available2016-10-25T07:21:49Z
dc.date.issued2015
dc.description.abstractenBackground. We investigated diffusion coefficient parameters for a vacancy diffusion mechanism in the presence of two point defects (vacancies and impurity atoms), taking into account the temperature factor, and conducted by means of computer simulations based on density functional theory (DFT). Objective. Development of theoretical concepts of the mechanisms of diffusion at the atomic and subatomic levels, including the temperature dependence of the vacancy formation energy, the migration energy, and the diffusion activation energy in the metallic systems Ag–Mo and Mo–Ag. Methods. The calculations were performed in VASP, using the full-potential projector augmented wave (PAW) method, and a PBE-sol generalized gradient approximation. Optimization of the structure geometry was carried out by relaxation of the ions' positions in a super cell made by 64 atoms. A specific feature of the calculations was the application of experimental values for the lattice parameters of the core element matrix at relevant temperatures. Results. The peculiarities of calculating the vacancy formation energy, the migration energy, and the diffusion activation energy from first principles are presented. It is shown that thermal excitation has a significant impact on the vacancy formation energy, the migration energy, and the diffusion activation energy at high temperatures. Also, the possibility of a compensation effect has been found, namely, the simultaneous changing of the various free energy contributions to the energy of vacancy formation in metallic systems Ag–Mo and Mo–Ag. Evaluation of the contributions of free vibration energy, electronic thermal excitation energy, and energy of pair interactions depending on temperature helps to clarify the picture of the effect of material’s thermal expansion. Conclusions. The estimated vacancy formation energy, the migration energy, and the diffusion activation energy are in good agreement with previously reported theoretical and experimental data. The presence of the mutual compensation of different contributions to the vacancy formation energy in the metallic complex systems has been confirmed. Confirming the existence and the characteristics of a compensation effect for the system Mo–Ag requires more research.uk
dc.description.abstractruПроблематика. Работа посвящена исследованию параметров коэффициента диффузии, протекающей по вакансионному механизму, при наличии двух точечных дефектов (вакансии и примесного атома) с учетом фактора температуры посредством компьютерного моделирования на основе теории функционала плотности. Цель исследования. Рразвитие теоретических представлений о механизмах диффузии на атомном/субатомном уровне, в частности с учетом температурной зависимости энергии формирования вакансии, энергии миграции и энергии активации диффузии в металлических системах Ag–Mo и Mo–Ag. Методика реализации. Расчеты выполнялись в программном комплексе VASP методом присоединенных плоских волн с применением обменно-корреляционного потенциала PBEsol. Оптимизация геометрии структуры проводилась путем релаксации позиций ионов при фиксированном объеме 64-атомной суперячейки. Особенностью расчетов является использование экспериментальных значений параметров решетки матрицы основного элемента для соответствующих температур. Результаты исследования. Представлены особенности расчета энергии формирования вакансий, энергии миграции и энергии активации диффузии из первых принципов. Показано, что тепловое возбуждение оказывает существенное влияние на энергию формирования вакансий, энергию миграции и активации диффузии при высоких температурах. Также доказано существование компенсационного эффекта для металлических систем Ag–Mo и Mo–Ag, то есть одновременного изменения в зависимости от температуры составляющих энергии формирования вакансии. Учет температурной зависимости этих составляющих (свободной энергии колебаний, теплового возбуждения электронов и энергии парного взаимодействия) позволяет уточнить картину эффекта теплового расширения материала. Выводы. Рассчитаные энергии формирования вакансий, миграции и активации диффузии хорошо согласуются с предыдущими теоретическими и экспериментальными исследованиями. Подтверждено присутствие эффекта взаимной компенсации составляющих энергии формирования вакансии в металлических системах. Выявлены особенности существования компенсационного эффекта для системы Mo–Ag, которые требуют дополнительных исследований.uk
dc.description.abstractukПроблематика. Робота присвячена дослідженню шляхом комп’ютерного моделювання на основі теорії функціоналу щільності (ТФЩ) параметрів коефіцієнта дифузії за вакансійним механізмом за наявності двох точкових дефектів (вакансії та атома домішки) з урахуванням фактора температури. Мета дослідження. Розвиток теоретичних уявлень щодо механізмів дифузії на атомному/субатомному рівні, зокрема з урахуванням температурної залежності енергії формування вакансії, енергії міграції та енергії активації дифузії в металевих системах Ag–Mo і Mo–Ag. Методика реалізації. Розрахунки виконувались у програмному комплексі VASP методом приєднаних плоских хвиль із застосуванням обмінно-кореляційного потенціалу PBEsol. Оптимізація геометрії структури відбувалася релаксацією позицій іонів за фіксованого об’єму 64-атомної суперкомірки. Особливістю розрахунків є використання експериментальних значень параметрів ґратки матриці основного елемента для відповідних температур. Результати дослідження. Представлено особливості розрахунку енергії формування вакансій, енергії міграції та енергії активації дифузії з перших принципів. Показано, що теплове збудження має істотний вплив на енергію формування вакансій, енергію міграції та активації дифузії за високих температур. Також доведено можливість існування компенсаційного ефекту, тобто одночасної зміни внесків вільної енергії до енергії формування вакансії у складних металевих системах Ag–Mo і Mo–Ag. Урахування внесків вільної енергії коливань, теплового збудження електронів та енергії парної взаємодії залежно від температури дає змогу уточнити картину ефекту теплового розширення матеріалу. Висновки. Розраховані енергії формування вакансій, міграції та активації дифузії добре узгоджуються з попередніми теоретичними і експериментальними дослідженнями. Підтверджено наявність ефекту взаємної компенсації різних внесків у енергію формування вакансії у складних металевих системах. Виявлено особливості існування компенсаційного ефекту для системи Mo–Ag, які потребують додаткових досліджень.uk
dc.format.pagerangeС. 93-101uk
dc.identifier.citationОсобливості розрахунку з перших принципів енергії активації дифузії для систем Ag–Mo І Mo–Ag / М. О. Пашкевич, Г. Д. Холмська, С. І. Сидоренко, С. О. Замулко // Наукові вісті НТУУ «КПІ» : науково-технічний журнал. – 2015. – № 4(102). – С. 93–101. – Бібліогр.: 37 назв.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/17829
dc.language.isoukuk
dc.publisherНТУУ «КПІ»uk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.source.nameНаукові вісті НТУУ «КПІ»: науково-технічний журналuk
dc.status.pubpublisheduk
dc.subjectТеорія функціоналу щільностіuk
dc.subjectЕнергія формування вакансіїuk
dc.subjectЕнергія міграціїuk
dc.subjectЕнергія активації дифузіїuk
dc.subjectПерші принципиuk
dc.subjectСрібло–молібденuk
dc.subjectDensity functional theoryen
dc.subjectVacancy formation energyen
dc.subjectMigration energyen
dc.subjectDiffusion activation energyen
dc.subjectFirst principles calculationsen
dc.subjectSilver–molybdenumen
dc.subjectТеория функционала плотностиru
dc.subjectЭнергия формирования вакансииru
dc.subjectЭнергия миграцииru
dc.subjectЭнергия активации диффузииru
dc.subjectПервые принципыru
dc.subjectСеребро–молибденru
dc.subject.udc538.9:539.1uk
dc.titleОсобливості розрахунку з перших принципів енергії активації дифузії для систем Ag–Mo І Mo–Aguk
dc.title.alternativeCalculation Features from First Principles of the Diffusion Activation Energy for the Systems Ag—Mo and Mo—Aguk
dc.title.alternativeОсобенности расчета из первых принципов енергии активации диффузии для систем Ag–Mo И Mo–Aguk
dc.typeArticleuk
thesis.degree.level-uk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
NV2015-4_13Pashkevych.pdf
Розмір:
316.83 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити

Зібрання

Наукові вісті НТУУ «КПІ»: науково-технічний журнал, № 4(102)