Regensburg 2002 – scientific programme

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M: Metallphysik

M 4: Nanoskalige Materialien II

M 4.2: Fachvortrag

Monday, March 11, 2002, 16:15–16:30, H6

Virtuelle Experimente an computergenerierten nanokristallinen Materialien — •J. Markmann^1,2, J. Weissmüller^1,2, V. Yamakov³, R. Birringer², D. Wolf³ und H. Gleiter¹ — ¹Forschungszentrum Karlsruhe, Institut für Nanotechnologie, 76021 Karlsruhe — ²Universität des Saarlandes, FR 7.3 Techn. Physik, 66123 Saarbrücken — ³Materials Science Division, Argonne National Laboratory, Argonne, IL 60439

Moderne molekulardynamische Simulationen ergeben zunehmend detailliertere Informationen über die Struktur und Eigenschaften nanokristalliner (nk-) Materialien. Allerdings sind wenige der so gewonnenen Ergebnisse durch den Vergleich mit dem Experiment verifiziert worden, was zum Teil einfach daran liegt, daß Simulation und Experiment nicht direkt vergleichbare Messgrößen liefern. Als Abhilfe schlagen wir ‚virtuelle Experimente‘ vor, bei denen ausgehend vom computergenerierten Atompositionen [1] experimentelle Ergebnisse möglichst realitätsnah berechnet und ausgewertet werden. Konkret wurden Röntgenbeugungsdaten für Pd mit Kristallitgrößen zwischen 3.8 nm und 15.2 nm in Simulationsboxen mit Kantenlängen von bis zu 38 nm berechnet. Daraus haben wir die folgenden Messgrößen bestimmt: Gitterkonstante, Mikroverzerrung und Varianz der Nchste-Nachbarabstände. Der Vergleich mit experimentellen Ergebnissen für nk-Pd läßt Rückschlüsse auf die Ursachen der beobachteten Kristallitgrößenabhängigkeit dieser Parameter zu.

[1] V. Yamakov, D. Wolf, S. R. Philpot and H. Gleiter, "‘Grain-Boundary Diffusion Creep in Nanocrystalline Palladium by Molecular-Dynamics Simulation"’, Acta Mater., in press.