Luận văn thạc sỹ vật lý nghiên cứu về vacancy trong vật liệu vô định hình

I HC QUC GIA H NI TRUNG I HC KHOA HC T NHIấN NGUYễN THị hiền NGHIÊN CứU vacancy vật liệu vô định hình Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết vật lý toán Mã số : 60.44.01 LUN VN THC S KHOA HC Ng-ời h-ớng dẫn khoa học PGS.TSKH Phạm khắc hùng Hà nội- 2011 Nguyn Th Hin Cao hc Vt lý 2009 MC LC Trang MC LC LI CM N DANH MC CC T VIT TT DANH MC CC BNG BIU .4 DANH MC HèNH V V TH M U Lý chn ti Mc ớch, i tng v phm vi nghiờn cu .6 Phng phỏp nghiờn cu .7 Cu trỳc ca lun CHNG TNG QUAN .8 1.1 C ch khuch tỏn kim loi v hp kim vụ nh hỡnh .8 1.2 Mụ phng kim loi v hp kim VH 11 1.3 Mụ phng c ch khuch tỏn kim loi v hp kim VH .17 CHNG PHNG PHP TNH 21 2.1 Xõy dng mụ hỡnh kim loi Fe VH 21 2.1.1 Th tng tỏc .21 2.1.2 Mụ hỡnh thng kờ hi phc (TKHP) 25 2.1.4 Xỏc nh c trng vi cu trỳc .28 2.2 Simplex v phõn tớch simplex 34 2.2.1 nh ngha simplex 34 2.2.2 Phõn tớch simplex 35 2.3 Mụ phng c ch khuch tỏn vacancy-simplex (bong búng) 36 2.3.1 nh ngha bong búng .36 2.3.2 C ch khuch tỏn bong búng 37 Nguyn Th Hin Cao hc Vt lý 2009 CHNG KT QU V THO LUN 39 3.1 Mụ hỡnh Fe VH vi th nhỳng 39 3.2 Nghiờn cu c ch khuch tỏn vacancy Fe VH 43 3.2.1 Kho sỏt c trng vi cu trỳc ca mụ hỡnh mụ phng TKHP v LHPT 43 3.2.2 Thng kờ simplex Fe VH .45 3.2.3 C ch khuch tỏn thụng qua vacancy-simplex Fe VH .51 KT LUN 56 TI LIU THAM KHO 57 Nguyn Th Hin Cao hc Vt lý 2009 DANH MC CC T VIT TT DA Nguyờn t khuch tỏn (diffusion-atom) LHPT ng lc hc phõn t PEP ng c trng nng lng (Propertial energy profile) TKHP Thng kờ hi phc VH Vụ nh hỡnh VS Vacancy-simplex Nguyn Th Hin Cao hc Vt lý 2009 DANH MC CC BNG BIU Bng 3.1 V trớ mt s nh ca HPBXT ca Fe cỏc mụ hỡnh cú mt khỏc ca mụ hỡnh LHPT Bng 3.2 V trớ mt s nh ca TSCT cú mt ht trờn n v th tớch v nng lng trờn nguyờn t khỏc cỏc mụ hỡnh TKHP Fe VH (mụ hỡnh 1, 2, cú mt khỏc ln lt l 82.01, 83.09, 84 v mụ hỡnh 4, cú nng lng l -2.3116 eV/nguyờn t, -2.2948 eV/nguyờn t) Bng 3.3 S lng cỏc loi simplex tng ng vi mt khỏc nhau, l nng lng trờn mt nguyờn t, n-simp l tng s simplex cỏc mụ hỡnh Bng 3.4 Phõn b s lng simplex theo bỏn kớnh ca qu cu simplex Bng 3.5 S lng cỏc loi simplex theo mc hi phc, l nng lng trờn mt nguyờn t, n-simp l tng s simplex cỏc mụ hỡnh Bng 3.6 Phõn b s lng simplex theo bỏn kớnh ca qu cu simplex Nguyn Th Hin Cao hc Vt lý 2009 DANH MC HèNH V V TH Hỡnh 1.1 C ch khuch tỏn th hp kim Ni-Zr VH Hỡnh Cỏc loi simplex a) 4- simplex ; b) 5- simplex ; c) simplex Hỡnh 2.2 Biu din nguyờn t nhy gia vo qu cu simplex (simplex-vacancy) Hỡnh 3.1 HPBXT ca mụ hỡnh LHPT so vi thc nghim Hỡnh 3.2 Hm phõn b xuyờn tõm ca kim loi Fe VH vi mt phự hp 77.9 nguyờn t/nm3 Hỡnh 3.3 Hm phõn b xuyờn tõm ca kim loi Fe VH vi mt 77.9 nguyờn t/nm3 cú s nguyờn t khỏc Hỡnh 3.4 Hm phõn b xuyờn tõm ca TKHP, MD v thc nghim Hỡnh 3.5 Phõn b ca 4-,5-, 6-simplex ca mụ hỡnh 1,2 v mụ hỡnh (vi mt khỏc nhau) Hỡnh 3.6 Phõn b ca 4-simplex, 5-simplex v 6-simplex ca mụ hỡnh 1,2 (vi nng lng trờn nguyờn t khỏc nhau) Hỡnh 3.7 Dng ng cong th nng c trng ca nguyờn t lõn cn dch chuyn vo tõm cỏc simplex Hỡnh 3.8 Mụ phng 3D ca mt s loi vacancy-simplex c tỡm thy cỏc mụ hỡnh Fe VH Hỡnh 3.9 S ph thuc ca ro th vo dch chuyn ca nguyờn t ( c ch simp3 v simp4) Hỡnh 3.10 cao ro th tng ng vi c ch simp2, simp3 v simp4 Nguyn Th Hin Cao hc Vt lý 2009 M U Lý chn ti Ngy nay, vi s phỏt trin ca khoa hc cụng ngh hin i thỡ vic tỡm loi vt liu mi l vụ cựng quan trng Kim loi vụ nh hỡnh (VH) núi riờng v vt liu vụ nh hỡnh núi chung cú nhng tớnh cht húa lý, c bit l tớnh cht t mn mang li nhng ng dng cao khoa hc v thc tin [11,25,31,34,38] Do ú, vt liu VH ang l i tng c quan tõm ca ngnh khoa hc [8,12] Vỡ vy, hiu rừ v cu trỳc ca vt liu VH l mt bc quan trng phỏt trin v hon thin hn cụng ngh ch to vt liu mi v cụng ngh ng dng Khuch tỏn úng mt vai trũ rt quan trng nhiu quỏ trỡnh vt lý xy vt liu, c bit vt liu VH Tuy nhiờn, hin c ch khuch tỏn vt liu VH cha c kho sỏt v hiu mt cỏch tng tn [12,39-40] Trong vt liu VH khụng tn ti nỳt mng, khỏi nim vacancy, khuyt tt im tr nờn khú nh ngha c mt cỏch tng minh Hn na, quỏ trỡnh khuch tỏn din rt chm v s dch chuyn ca nguyờn t nn VH sinh nhiu hiu ng c bit nh: hiu ng tng quan nng lng, tng quan hỡnh hc Do ú, tr li cho nhng cõu hi cũn ang b b ngh cn phi cú nhng cụng trỡnh nghiờn cu mi Do vy, xut phỏt t nhng k trờn chỳng tụi chn ti nghiờn cu l Nghiờn cu v vacancy vt liu VH nhm nõng cao hiu bit v vt liu VH cng nh c ch khuch tỏn ca vt liu VH bng c thc nghim v mụ phng Mc ớch, i tng v phm vi nghiờn cu Mc ớch nghiờn cu: + Xõy dng mụ hỡnh ca st (Fe) VH bng phng phỏp ng lc hc phõn t (LHPT) v phng phỏp thng kờ hi phc (TKHP) + Kho sỏt vi cu trỳc v c ch khuch tỏn ca mụ hỡnh ó xõy dng i tng nghiờn cu: vt liu vụ nh hỡnh h mt nguyờn, c th st (Fe) VH Nguyn Th Hin Cao hc Vt lý 2009 Phng phỏp nghiờn cu Lun s dng phng phỏp LHPT v phng phỏp TKHP Cu trỳc ca lun Lun gm trang c chia lm phn: M u, ni dung v kt lun Chng 1: Lý thuyt v cỏc c ch khuch, cng nh mụ phng kim loi v hp kim VH, mụ phng c ch khuch tỏn vt liu VH ti mt s cụng trỡnh mụ phng hin Chng 2: Trỡnh by hai phng phỏp mụ phng LHPT v TKHP, mụ phng c ch khuch tỏn theo quan im simplex va bong búng vi mụ Chng 3: Kt qu mụ phng c tho lun chi tit kốm theo so sỏnh thc nghim õy l cỏc kt qu ó c trỡnh by ti 02 bỏo cỏo Hi ngh Vt lý lý thuyt ln th 36 ti Quy Nhn (8/2011), v Hi ngh Vit Hn (11/2011) ti i hc Bỏch Khoa H Ni Tracer- diffusion mechanism in amorphous iron, Nguyn Th Thanh H, Nguyn Th Hin v Phm Khc Hựng The microscopic bubbles for tracer-diffusion in amorphous iron, Nguyn Th Thanh H, Nguyn Th Hin v Phm Khc Hựng Phn cui l ph lc v ti liu tham kho Nguyn Th Hin Cao hc Vt lý 2009 CHNG TNG QUAN Hin nay, mụ phng cỏc quỏ trỡnh vt lý ó tr thnh mt cụng c nghiờn cu quan trng, ng dng rng rói v c xem l nhỏnh th ba úng vai trũ liờn kt cht ch gia hai phng phỏp lý thuyt v thc nghim Cỏc mụ hỡnh nguyờn t xõy dng cho phộp nhn c nhiu thụng tin v vt liu, d bỏo cỏc tớnh cht vt lý t ú h tr cho cỏc quỏ trỡnh cụng ngh So vi cỏc phng phỏp nghiờn cu thc nghim truyn thng, phng phỏp mụ phng cú u im l r tin v ũi hi thi gian thc hin ngn Do vy, mt lot cỏc nghiờn cu mụ phng v vt liu vụ nh hỡnh ó c tin hnh, m nhiu cn c tip tc nghiờn cu Mt cỏc nhn c s quan tõm v n lc nghiờn cu rt ln l c ch khuch tỏn vt rn vụ nh hỡnh (VH) bi tớnh ng dng rng rói ca nú khoa hc v i sng[1,3,7,33,35-36] Trong chng tng quan, chỳng tụi trỡnh by tng quan v lý thuyt cỏc c ch khuch tỏn xy vt liu VH, cỏc phng phỏp mụ phng kim loi v hp kim VH, kt qu nghiờn cu mụ phng cỏc c ch khuch tỏn thụng qua kim loi v hp kim VH st (Fe) 1.1 C ch khuch tỏn kim loi v hp kim vụ nh hỡnh Khuờ ch tan úng vai tro rt quan tro ng cụng nghiờ p , cụng nghờ chờ ta o võ t liờ u nh kờ t tinh , thờu dờ t, to lp bỏn dn Trong cụng nghờ u nhiờ t nh u ụ ng u phõ n , lm ngui, húa gi, húa nhit luyn V cỏc quỏ trỡnh s dng võ t liờ u nh la oxy hoa , quỏ trỡnh dóo C chờ khuờ ch t an vacancy (nỳt khuyt mng): Trong tinh th kim loi v hp kim c ch khuch tỏn vacancy ó c nghiờn cu t lõu Quỏ trỡnh khuch tỏn theo c ch ny l s trao i v tr gia cỏc nguyờn t nm ti nỳt mng vi cỏc vacancy bờn cnh , hờ sụ khuờ ch tan c tinh se ti lờ vi nụ n g ụ cõn b ng vacancy Vỡ th, quỏ trỡnh khuch tỏn tinh th xy mnh hay yu, nhanh hay chm ph thuc ch yu vo nng cõn bng vacancy h v linh ng ca chỳng Theo nghiờn cu nng l ng kich hoa t b ng tụ ng nng l ng ta o Nguyn Th Hin Cao hc Vt lý 2009 thnh vacancy va nng l ng dich chuyờ n vacancy i vi vt liu VH khụng cú khỏi nim nỳt mng nờn cng khụng cú nh ngha tng minh v vacancy Do ú, vt liu VH ch cú khỏi nim c ch khuch tỏn gi vacancy, mt vacancy VH giụ ng nh mụ t lụ trụ ng Thc nghim nhiu x tia X, electron tỡm thy phõn b bỏn kớnh ca l trng, nú cng ch rng cỏc l trng ny cú liờn quan n s dch chuyn ca nguyờn t nn VH [1314] Lý thuyt c ch khuch tỏn gi vacancy l s dch chuyn ca nguyờn t bờn cnh vo l trng (vacancy), mt l trng mi c to thnh õu ú nn VH Quỏ trỡnh ny c lp i lp li cho n l trng mi khụng kh nng tham gia trao i v trớ vi nguyờn t bờn cnh na Cụng ngh v khoa hc ang quan tõm ln n nhng l trng (th tớch t do) cht rn VH nh SiO2, Al2O3 v FexB100-x [6,19-20,28,39] Rt nhiu d liu thc nghim ch rng l trng liờn quan trc tip n s dch chuyn ca nguyờn t nn VH, s n nh nhit v kh nng hũa tan khớ Nghiờn cu v hiu ng ca ỏp sut tnh c ch khuch tỏn cho thy th tớch kớch hot gn bng nguyờn t, iu ny chng t c ch gi vacancy VH thụgn qua nhng l trng Trong VH vacancy c xem l l trng cú kớch thc c bỏn kớnh nguyờn t Tuy nhiờn, c ch ny khụng mụ t c s dch chuyn ca nguyờn t gn vacancy hay nhng v trớ cú th tn ti vacancy hay chun vacancy (quasivacancy) Bờn cnh c ch khuch tỏn gi vacancy cũn cú c ch khuch tỏn xen k v c ch th cng c xem xột Hai c ch ny cng cú nhng úng gúp rt ln vic gii thớch nhng hin tng xy mụ phng quỏ trỡnh khuch tỏn ca vt liu VH C ch khuch tỏn xen k: C ch xen k l s dch chuyn ca nguyờn t khuch tỏn thụng qua cỏc k h ca cu trỳc vt liu S dch chuyn ny bc nhy t v trớ xen k ny n v trớ xen k tip theo ca nhng nguyờn t lõn cn Do ú quỏ trỡnh ny c xem nh s khuch tỏn ca c ch xen k [9] Trong tinh th cú khỏi nim nỳt khuyt, nờn c ch xen k xy d dng hn v l khuch tỏn cú Nguyn Th Hin Cao hc Vt lý 2009 Bng kt qu Bng 3.2 trờn cho thy, cỏc mụ hỡnh 1, 2, 3, 4, cú v trớ cỏc nh tng i trựng vi ng thc nghim vi trớ nh th nht gn nh trựng khớt, c mụ hỡnh cú r1 = 3.05 hoc r1 = 3.1 v thc nghim l 3.04 , ch cú cao nh th nht lch nhng nm sai s cho phộp Cũn v trớ cỏc nh cũn li chờng lch xoay quanh giỏ tr thc nghim khụng ỏng k, cao cỏc nh tng i bng tt c cỏc mụ hỡnh u cú hin tng tỏch thnh hai nh nh nh th hai, nh nh bờn trỏi cao hn nh nh bờn phi, iu ny cng khng nh s phự hp ca mụ hỡnh vi thc nghim hn Kt lun: HPBXT v TSCT ca hai mụ hỡnh xõy dng bng hai phng phỏp LHPT v TKHP l trựng khp vi v phự hp vi ng thc nghim, nh th hai chia ụi liờn quan n s tn ti cỏc a din vt liu VH T nhng phõn tớch trờn chỳng tụi khng nh rng mụ hỡnh TKHP 20000 nguyờn t m chỳng tụi dng c l chớnh xỏc, thc t v phự hp vi thc nghim Nhng nh ó thy nu ch da vo HPBXT v TSCT thỡ khụng th phõn bit c s khỏc gia cỏc mụ hỡnh Do ú, kho sỏt cỏc c trng vi cu trỳc v tỡm cỏc c trng vt lý mi ca vt liu, chỳng tụi s dng phng phỏp phõn tớch, thng kờ simplex v nghiờn cu c ch khuch tỏn cỏc mụ hỡnh thụng qua vai trũ ca vacancy-simplex (bubble- bong búng) Ni dung ny s c trỡnh by chi tit phn tip theo 3.2.2 Thng kờ simplex Fe VH Thng kờ simplex l thụng s quan trng c trng cho cu trỳc a phng ca vt liu VH Chi tit v phng phỏp phõn tớch v tớnh simplex ó c trỡnh by chi tit chng Trong phn ny chỳng tụi a kt qu v phõn tớch kt qu thu c t cỏc mụ hỡnh xõy dng tng ng vi cỏc mt v mc nng lng khỏc 45 Nguyn Th Hin Cao hc Vt lý 2009 Bng 3.3 S lng cỏc loi simplex tng ng vi mt khỏc nhau, l nng lng trờn mt nguyờn t, n-simp l tng s simplex cỏc mụ hỡnh Mụ hỡnh n-simp (eV) Mt -2.3427 82.01 0.900461 0.089836 0.009686 1.66E-05 120375 -2.3339 83.09 0.9001 0.090832 0.00906 8.3E-06 120420 -2.3266 84.00 0.89863 0.090995 0.010333 4.15E-05 120391 -2.3116 85.61 0.901708 0.092008 0.008867 120337 -2.3067 86.12 0.898402 0.091604 0.00997 2.49E-05 120366 -2.2948 87.10 0.897494 0.093162 0.009344 120403 -2.286 87.81 0.896269 0.09197 0.011761 120398 Bng 3.3 thng kờ s lng cỏc loi simplex theo mt nguyờn t trờn mt n v Nh cú th thy, mụ hỡnh vi mt ban u 85.61 nguyờn t/nm3 cú s lng 4-simplex, 5-simplex, 6-simplex, 7-simplex ln lt l 0.901708, 0.092008, 0.0008867, (s lng trung bỡnh cỏc loi simplex/tng s nguyờn t) Khi mt gim xung cỏc mụ hỡnh 1, 2, (mt ln lt 84.00, 83.09, 82.01 nguyờn t/nm3) thỡ s lng 4-simplex, 5-simplex gim, simplex-6 v simplex-7 tng lờn ỏng k c bit, mụ hỡnh thỡ 7-simplex khụng h tn ti, nhng cỏc mụ hỡnh 1, 2, s 7-simplex xut hin Cũn cỏc mụ hỡnh 5, 6, vi mt tng n 86.12, 87.10, 87.81 nguyờn t/nm3 thỡ s lng 4-simplex, 5-simplex gim 6Simplex tng nhanh Riờng vi 7-simplex xut hin mụ hỡnh l 2.49 ì 10-5, nhng vi mụ hỡnh 6, cú mt ln hn thỡ s 7-simplex bng 0, tc l khụng tn ti 7-simplex mụ hỡnh cú mt ln Trong bng 3.4 d dng thy c phõn b bỏn kớnh simplex trung khong 1.5 ữ 1.7 Khi tng mt t mụ hỡnh n mụ hỡnh s lng simplex cú bỏn kớnh 1.4 , 1.5 tng nhanh, t 0ữ123 vi simplex cú bỏn kớnh 1.4 , bỏn kớnh 1.5 tng t 23186 ữ 42674 Nhng s lng simplex cú bỏn kớnh t ln hn 1.5 gim nhanh, c bit l cỏc simplex bỏn kớnh ln Bỏn kớnh 1.6 cú 48684 ữ46691 simplex t mụ hỡnh n mụ hỡnh bỏn kớnh 1.7 s lng simplex gim rt nhanh, mụ hỡnh cú 40449 xung 28637 simplex mụ hỡnh Tng t cho cỏc bỏn kớnh ln khỏc 1.8 1.9 , 2.0 cng gim rt nhanh c 46 Nguyn Th Hin Cao hc Vt lý 2009 bit s bỏn kớnh 2.0 tng mt n mụ hỡnh ch cũn simplex Gii thớch cho hin tng ny l mt ht tng, tc l mụ hỡnh b nộn li dn n bỏn kớnh simplex s bi co li, nhng simplex cú bỏn kớnh ln s b phỏ v Bng 3.4 Phõn b s lng simplex theo bỏn kớnh ca qu cu simplex Mụ hỡnh (eV) Mt 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 -2.3427 -2.3339 -2.3266 -2.3116 -2.3067 -2.2948 -2.286 0.082011 0.083088 0.084008 0.085605 0.08612 0.087104 0.087807 0 15 54 123 23186 26855 30364 35840 37575 40847 42674 48684 48334 48043 47579 46815 46484 46691 40449 38972 36831 33612 32784 30472 28637 7444 5817 4755 3078 2933 2419 2112 592 431 383 213 235 125 160 20 11 14 Cỏc mụ hỡnh cựng mt l 85.61 nguyờn t/nm3 tng ng cỏc mc hi phc khỏc cú nng lng trờn tng nguyờn t ln lt t 2.3028 eV; 2.3074 eV v -2.3116 eV Phõn tớch simplex cho thy: Trong cỏc mụ hỡnh u tn ti mt lng ln cỏc loi simplex S lng gim dn theo mc hi phc, hi phc cng tt thỡ s lng cỏc loi simplex cng gim i vi mụ hỡnh hi phc tt, s lng simplex l nh nht Bng 3.5 S lng cỏc loi simplex theo mc hi phc, l nng lng trờn mt nguyờn t, n-simp l tng s simplex cỏc mụ hỡnh Mụ hỡnh (eV) n-simp -2.3028 0.899158 0.091159 0.00905 3.31E-05 120668 -2.3074 0.899897 0.091622 0.009018 1.66E-05 120430 -2.3116 0.901708 0.092008 0.008867 120337 S lng 4-, 5-simplex tng dn mụ hỡnh n mụ hỡnh Ngc li s 6simplex v 7-simplex li gim dn c bit, 7-simplex mụ hỡnh bng 0, nhng tn ti mụ hỡnh 1,2 Nguyờn nhõn l cỏc n-simplex ln b phỏ v chuyn v cỏc n-simplex nh hn Nh vy, s lng cỏc loi simplex ph thuc rt ln vo mc hi phc 47 Nguyn Th Hin Cao hc Vt lý 2009 Bng 3.6 Phõn b s lng simplex theo bỏn kớnh ca qu cu simplex Mụ hỡnh (eV) Mt 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 -2.3028 0.085605 28 34743 47686 33552 4270 376 13 -2.3074 0.085605 10 35270 47608 33830 3416 201 -2.3116 0.085605 35840 47579 33612 3078 213 Bng 3.6 cho thy phõn b phõn b s simplex theo bỏn kớnh RS (bỏn kớnh simplex) cỏc mụ hỡnh xõy dng Phõn b cỏc simplex l rng v di 1.4 ữ 2.0 , v trung khong 1.5 ữ 1.7 S simplex bỏn kớnh nh hn 1.8 chim ch yu tt c cỏc mụ hỡnh Tuy nhiờn, cú mt lng ỏng k simplex cú bỏn kớnh ln hn 1.7 S cỏc loi simplex gim nhanh bỏn kớnh ca chỳng tng dn V s simplex cú bỏn kớnh ln hn 1.7 gim theo mc hi phc v mt nguyờn t Nh vy, i vi mụ hỡnh hi phc tt (3) s lng simplex cú bỏn kớnh ln gim i ỏng k Kt lun: Nh vy, cỏc mụ hỡnh ng vi cỏc mt v mc hi phc khỏc ta thy u tn ti mt lng ln cỏc loi simplex, s lng 4-,5simplex chim u th ln nht, s 7-simplex l rt nh nht i vi cỏc mụ hỡnh hi phc cng tt, s lng cỏc simplex cng gim Cũn vi mụ hỡnh cú mt tng hay gim so vi mụ hỡnh ban u s lng simplex u tng lờn Cú s thay i cỏc loi simplex theo bỏn kớnh quỏ trỡnh hi phc cng nh tng gim mt , mụ hỡnh cú mc hi phc tt v mt cao thỡ s simplex cú bỏn kớnh ln gim i, simplex cú bỏn kớnh nh li tng lờn Nguyờn nhõn l mụ hỡnh b co li lm v nhng simplex bỏn kớnh ln v chỳng tr thnh simplex bỏn kớnh nh hn 48 Nguyn Th Hin Cao hc Vt lý 2009 50000 30000 600 số l-ợng simplex 40000 số l-ợng simplex simplex-6(model 1) simplex-6(model 2) simplex-6(model 4) 800 simplex-4(model 1) simplex-4(model 2) simplex-4(model 4) simplex-5(model 1) simplex-5(model 2) simplex-5(model 4) 20000 400 200 10000 0 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.4 2.0 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 Bán kính, angstron Bán kính, Angstron a) b) Hỡnh 3.5 Phõn b ca 4-,5-, 6-simplex ca mụ hỡnh 1,2 v mụ hỡnh (vi mt khỏc nhau) Hỡnh 3.5a phõn b ca c 4-simplex v 5-simplex ca ba mụ hỡnh nm gii rng t 1.4 ữ 2.0 Vi 4-simplex ca ba mụ hỡnh, cao cc i nm bỏn kớnh 1.6 , cú ngha l phõn b ca 4-simplex ch yu trung bỏn kớnh 1.6 S lng 4-simplex gim nhanh bỏn kớnh tng t 1.6 ữ Cũn 5-simplex s lng nh hn 4-simplex nờn cao cc i ca hm phõn b 5-simplex thp hn, cỏc phõn b ny ch yu trung bỏn kớnh 1.7 v cng gim nhanh bỏn kớnh tng t 1.7 ữ Hu nh 4-simplex v 5-simplex cú bỏn kớnh nh hn nh hn 1.9 , nhng cũn s lng ỏng k cỏc simplex cú bỏn kớnh nm gii 1.9 ữ , v 5-simplex s lng simplex cú bỏn kớnh1.9 ữ nhiu hn 4simplex, bỏn kớnh khụng tn ti 4-simplex mụ hỡnh c bit, bỏn kớnh 4simplex ca mụ hỡnh b co li so vi mụ hỡnh 1, Tng t, Hỡnh 3.5b l phõn b ca 6-simplex, mụ hỡnh v mụ hỡnh 6-simplex ch yu trung bỏn kớnh 1.8 , t bỏn kớnh 1.4 ữ 1.6 khụng tn ti 6-simplex, s lng simplex ny gim nhanh bỏn kớnh tng t 1.8 ữ Mụ hỡnh (mt ln hn 49 Nguyn Th Hin Cao hc Vt lý 2009 mụ hỡnh 1, 2) cng khụng tn ti simplex-6 gii bỏn kớnh 1.4 ữ 1.6 , phõn b trung ca 6-simplex nm bỏn kớnh 1.7 , 6-s simplex cng gim nhanh sau v trớ bỏn kớnh cc i 1.7 Mụ hỡnh bỏn kớnh 6-simplex cng b co li rt nhiu 700 50000 P h â n b ố 4-s i m p l e x (mẫu 1) P h â n b ố 4-s i m p l e x (mẫu 2) P h â n b ố 5-s i m p l e x (mẫu 1) P h â n b ố 5-s i m p l e x (mẫu 2) 40000 Phân bố 6-simplex (mẫu 1) Phân bố 6-simplex (mẫu 2) 600 Sốl-ợng simplex sốl-ợng simplex 500 30000 20000 10000 400 300 200 100 0 1.4 1.6 1.8 1.4 2.0 B n k í n h, A n g s t r o m 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1 B n k í n h, A n g s t r o m a) b) Hỡnh 3.6 Phõn b ca 4-simplex, 5-simplex v 6-simplex ca mụ hỡnh 1,2 (vi nng lng trờn nguyờn t khỏc nhau) Nhỡn Hỡnh 3.6 cỏc phõn b simplex nm khong rng t bỏn kớnh 1.4 ữ 2.1 , cỏc ng biu din phõn b ca 4-simplex v 5-simplex ca hai mụ hỡnh gn nh trựng khớt nhau, iu ny chng t s 4-simplex v 5-simplex thay i khụng ỏng k hi phc mụ hỡnh Riờng 6-simplex cú s thay i rừ rt v s lng simplex hỡnh a) s lng 4-simplex phõn b trung bỏn kớnh 1.5 v gim nhanh bỏn kớnh tng t 1.5 ữ 2.1 Vi 5-simplex trung bỏn kớnh 1.6 v cng gim nhanh sau bỏn kớnh tng n 2.1 Hỡnh b) cho thy phõn b 6-simplex trung bỏn kớnh 1.8 , s 6-simplex mụ hỡnh ln hn so vi mụ hỡnh Kt lun: Sau kho sỏt vi cu trỳc ca mt s mụ hỡnh thụng qua thng kờ simplex, chỳng tụi nhn thy rng vi n-simplex m n cng ln ( õy n l s nguyờn t ca simplex) thỡ bỏn kớnh simplex cng ln C th, 6-simplex, 7-simplex cú bỏn kớnh ln hn 4-simplex v 5-simplex 50 Nguyn Th Hin Cao hc Vt lý 2009 Mụ hỡnh hi phc tt cú tng s simplex nh hn mụ hỡnh hi phc kộm, v s simplex cú bỏn kớnh ln mụ hỡnh ny cng nh hn Cũn mụ hỡnh vi mt khỏc thỡ s simplex tng thay i mt , simplex cú bỏn kớnh ln mụ hỡnh mt thp ln hn mụ hớnh cú mt cao Nhỡn chung c mụ hỡnh cú nng lng trờn nguyờn t v mụ hỡnh cú mt ht trờn n v th tớch khỏc u cú s lng gim bỏn kớnh tng c bit bỏn kớnh ln s lng simplex rt ớt, iu ny nh hng nhiu n quỏ trỡnh khuch tỏn bi vỡ nhng simplex cú bỏn kớnh ln kh nng úng gúp cho quỏ trỡnh khuch tỏn cng cao 3.2.3 C ch khuch tỏn thụng qua vacancy-simplex Fe VH Nh ó trỡnh by chng hai, kho sỏt kh nng ngyờn t tham gia vo quỏ trỡnh khuch tỏn chỳng tụi xem xột ng c trng nng lng (PEP-propertial energy profile) ca cỏc nguyờn t mụ hỡnh xõy ng c PEP l ng biu din nng lng nguyờn t dch vo tõm simplex PEP ca mt vi nguyờn t dch chuyn c mụ t hỡnh 3.7 ng PEP f cho thy, mt s tng tuyn tớnh theo khong cỏch dch chuyn, ngha l nguyờn t dch chuyn khụng th nhy vo tõm simplex vỡ cao ro nng lng Cỏc ng c trng nng lng a, b, c, d, e xut hin mt cc i v chỳng cú dng ging nh ng PEP i vi nguyờn t nhy vo nỳt khuyt tinh th Ngha l, cỏc nguyờn t dch chuyn cú th nhy vo tõm ca simplex v chc nng ca simplex tng t nh mt k h khuch tỏn (diffusion vehicle) Nhng simplex nh vy c gi l vacancy-simplex (VS) a b c d e f N ă n g l - ợ n g,e V -1 -2 -3 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 K h o ả n g cá c h , a n g s t r o m Hỡnh 3.7 Dng ng cong th nng c trng ca nguyờn t lõn cn dch chuyn vo tõm cỏc simplex 51 Nguyn Th Hin Cao hc Vt lý 2009 Nh vy, chỳng tụi ó tỡm c mt s lng cỏc VS ( vacancy-simplex), cú bỏn kớnh hay s nguyờn t lõn cn ca cỏc VS rt a dng v phong phỳ Nhng VS ny cha nhng khong ln th tớch t ỏng k Chớnh nhng khong trng ny úng vai trũ quan trng cho s khuch tỏn ca nguyờn t Khong trng (th tớch t do) cng ln thỡ khuch tỏn nn VH cng d dng hn Chỳng tụi cũn nhn thy cỏc VS khụng tn ti riờng bit m cũn to thnh nhng ỏm VS, nhng ỏmVS s cú khong trng ln hn rt nhiu so vi VS tn ti mt mỡnh, c ch hỡnh thnh nhng ỏm VS ph thuc mnh vo vi trớ v s lng VS tn ti nhng im ú iu ú ch rng nhng ỏm VS giỳp cỏc DA d dng khuch tỏn nn VH hn S nhy vo simplex ca nguyờn t khuch tỏn ging nh s phỏ v bong búng Sau ú s cú VS mi c hỡnh thnh õu ú s sp xp li cu trỳc nn VH Ngoi chỳng tụi cũn thy rng s lng VS cng nh nhng ỏm VS thay i mnh theo mt ht trờn n v th tớch v nng lng trờn mt nguyờn t ( mc hi phc) C th, nhng mụ hỡnh hi phc tt v mụ hỡnh cú mt ht ln cú s VS v ỏm VS nh hn ỏng k so vi mụ hỡnh hi phc kộm v mt ht nh iu ny cú th c gii thớch s simplex bỏn kớnh ln gim dn theo mc hi phc v tng ca mt ht ca cỏc mụ hỡnh Di õy l mụ phng 3D ca mt s VS c tỡm thy mụ hỡnh dng c Hỡnh 3.8 Mụ phng 3D ca mt s loi vacancy-simplex c tỡm thy cỏc mụ hỡnh Fe VH Chỳng tụi ó tin hnh kho sỏt khuch tỏn Fe VH theo ban c ch: c ch simp2 (mt nguyờn t nhy vo simplex), c ch simp3 (mt nguyờn t nhy vo tõm simplex v ba nguyờn t dch i mt on dr theo hng 52 Nguyn Th Hin Cao hc Vt lý 2009 ngc li), c ch simp4 (mt nguyờn t nhy vo tõm simplex v tt c cỏc nguyờn t lõn cn simplex dch i mt on dr theo hng ngc li) ng vi c ch simp v simp li kho sỏt vi dch chuyn nguyờn t l dr = dd = 0.1 v dr = dd = 0.2 0.2 0.1 Độ cao rào thế, eV 1.85 1.90 1.95 Bán kính, angstron 2.00 2.05 2.10 Hỡnh 3.9 S ph thuc ca ro th vo dch chuyn ca nguyờn t ( c ch simp3 v simp4) Hỡnh 3.9 ch rng cao ro th ph thuc rt nhiu vo dch chuyn ca nguyờn t, vi dch chuyn 0.1 cao ro th ln hn dch chuyn l 0.2 cao ro th c xỏc nh t DA bt u dch chuyn cho n cc i ca PEP Mt khỏc bỏn kớnh simplex khỏc ụ cao ro th cng khỏc nhau, vi nhng bỏn kớnh ln thỡ cao ro th thp hn bỏn kớnh nh iu ny chng t simplex cú bỏn kớnh ln thỡ kh nng nguyờn t nhy vo tõm simplex cng cao T hỡnh v ny cũn cho thy c ch khuch tỏn xy d dng hn vi dch chuyn nguyờn t l 0.2 53 Nguyn Th Hin Cao hc Vt lý 2009 simp2 Đ ộ c a o r o t h ế, eV simp3 simp4 1.85 1.90 1.95 2.00 2.05 2.10 B n k í n h, a n g s t o m Hỡnh 3.10 cao ro th tng ng vi c ch simp2, simp3 v simp4 Nhỡn Hỡnh 3.10 chỳng tụi thy rng vi cỏc c ch khuch tỏn khỏc thỡ cao ro th cng khỏc rừ rt Vi c ch simp2, cao ro th ln cỏc bỏn kớnh ln, iu ny cú ngha l s nguyờn t tham gia khuch tỏn c ch mt nguyờn t nhy vo simplex l nh C ch simp3 cao ro th gim, cỏc bỏn kớnh ln cao gim rt nhiu n c ch simp4 thỡ cao ro th li tng lờn, tc l kh nng nguyờn t nhy vo simplex s kộm hn so vi c ch simp3 Nh vy mc dự cha tớnh n h s khuch tỏn nhng chỳng tụi cú th khng nh c ch simp3 chớnh l c ch cú úng gúp ch yu quỏ trỡnh khuch tỏn Mt c trng quan trng ca quỏ trỡnh khuch tỏn l h s khuch tỏn, lun ca tụi trỡnh by c ch khuch tỏn theo quan im vacancy-simplex, v th h s khuch tỏn c xỏc nh theo cụng thc sau: D S nvac f N atom d (3.1) Vi nva l s vacancy-simplex c tỡm thy mụ hỡnh Fe VH; Natom l tng s nguyờn t mụ hỡnh mụ phng; f l thụng s tng quan hỡnh hc i vi s nhy liờn tip; l dch chuyn bỡnh phng trung bỡnh; l tn s ca nguyờn t khuch tỏn hon thnh bc nhy vo tõm vacancy-simplex v c xỏc nh bi: 54 Nguyn Th Hin Cao hc Vt lý 2009 U S exp exp (3.2) Gi s exp( S ) 1; K n n i i i exp( U i ) KT (3.3) õy, l tn s vt qua (~ 1012s-1 i vi cỏc h kim loi v hp kim VH); T l nhit Kenvin; K l hng s Boltzmann; Ui cao ro th trung bỡnh Chỳng tụi tớnh h s khuch tỏn theo cụng thc (3.1) , (3.2) v (3.3) ; ly giỏ tr bng 100 ; nva c xỏc nh thụng file qua kt qu ca cỏc c ch simp2, simp3 v simp4 T ú chỳng tụi xỏc inh c h s khuch tỏn ca cỏc c ch simp2, simp3 v simp4 nh sau: c ch simp2 cú Ds= ì10-26- 3.31 ì 10-24 m2s-1, c ch simp3 l Ds=4.2 ì 10-19 9.12 ì 10-17 m2s-1, c ch simp4, Ds=4.03 ì 10-20- 1.23 ì 10-17 m2s-1 Trong ba c ch ny chỳng tụi thy rng c ch simp3 cú h s khuch tỏn phự hp vi h s khuch tỏn tớnh c mu hp kim Fe VH Fe40 N40 B20 c 10 -21 m2s-1[2,10,37] hay Fe91 Zr9, Fe78 Si9 B13 c 10 -171019 m2s-1 [12-40] Tng hp t kt qu thu c ca h s khuch tỏn v Hỡnh 3.9 chng t rng c ch khuch tỏn simp3 (mt nguyờn t nhy vo v ba nguyờn t nhy ra) úng gúp ch yu quỏ trỡnh khuch tỏn V c ch ny xy mnh vi dch chuyn nguyờn t l 0.2 , bi vỡ chng hai chỳng tụi ch xột nhng nguyờn t nm lõn cn nh hn hoc ln hn bỏn kớnh simplex l 0.1 iu ny khỏ phự hp bi vỡ s lng 4-simplex chim u th mụ hỡnh 55 Nguyn Th Hin Cao hc Vt lý 2009 KT LUN Bng vic s dng phng phỏp LHPT v TKHP chỳng tụi ó xõy dng mụ hỡnh kim loi Fe VH, t ú kho sỏt vi cu trỳc thụng qua HPBXT, TSCT, kốm theo phõn tớch n v, thng kờ simplex, VS v nghiờn cu c ch khuch tỏn, xỏc nh h s khuch tỏn theo c ch vacancy-simplex.Qua quỏ trỡnh nghiờn cu chỳng tụi ó rỳt mt s kt lun nh sau: - Khng nh c th nhỳng nguyờn t phự hp vi mụ phng mụ hỡnh st (Fe) VH, gii quyt cn bn th tng tỏc mụ phng vt liu VH Cỏc mụ hỡnh vi nng lng v mt khỏc cho HPBXT v TSCT phự hp tt vi thc nghim v mt s cụng trỡnh mụ phng ca cỏc tỏc gi khỏc - Chỳng tụi tỡm thy mt s lng ln simplex v vacancy-simplex cỏc mụ hỡnh VH Fe Kho sỏt cng cho thy phõn b theo bỏn kớnh ca n-simplex ch yu trung khong 1.6 ữ 1.8 , s nguyờn t lõn cn cng ln thỡ bỏn kớnh simplex cng ln S lng ny gim quỏ trỡnh hi phc v tng mt , hin tng ny c gii thớch hp lớ bi mụ hỡnh b co li thỡ simplex hay VS cú bỏn kớnh ln b phỏ v tr thnh simplex v VS cú bỏn kớnh nh hn - a c c ch khuch tỏn mi, ú quỏ trỡnh khch tỏn bao gm: s nhy ca nguyờn t khuch tỏn vo VS v s dch chuyn ca cỏc nguyờn t lõn cn theo hng ngc li Nguyờn t nhy (nguyờn t khuch tỏn) lm v VS ging nh s v ca bong búng, v õu ú VS mi c to thnh nn VH s sp xp li cu trỳc ca mụ hỡnh cao ro th, h s khuch tỏn c xỏc nh phự hp vi quan sỏt thc nghim ca mt s kim loi VH thc 56 Nguyn Th Hin Cao hc Vt lý 2009 TI LIU THAM KHO [1] B Sasa, T Kemộnya, J Tútha and F.I.B Williams, a, Scattering mechanisms and transport properties of iron-transition metal-boron amorphous alloys, Materials Science and Engineering,Volume 99, Issues 1-2, March 1988, Pages 223-225 [2] Calm R W, Evetts J E, Patterson J, Somekh R E and Kenway Jackson C 1980 J Mater Sci 15 702 [3] D K Belashchenko (1985), Structure of liquid and amorphous metals, Mosscow, Metalurgy 185 [4] D Leon et al (1997), Evidence for two-level states and cooperative atomic jumps in a computer model of amorphous Ni81B19, Materials Science and Engineering A226-228, 296-300 [5] D S Boudreaux, J M Gregor (1977), J App Phys 48, 152-158, 5057-5061 [6] F Machizaud, F.A Kuhnast, J Flechon, J Non-Cryst Solids 68 (1984) 271 [7] F Molnỏr Jr.a, T.Szakỏlya, R Mộszỏrosa, I.Lagzia,b,*, Air pollution modelling using a Graphics Processing Unit with CUDA, Computer Physics Communications 181 (2010) 105112 [8] H Kromuller (1983), Theory of magnetic affter effect in ferromagnetic amorphous alloys, Phil Mag 48, 127-150 [9] Helmut, Diffusion in Solids, springer Series in Solid state Science 155 [10] Horvath J and Mehrer H 1986 Cryst Latt Deft Amorph Mater 13 [11] J E Sadoc, J Dixmier, Aguinier (1973), J Non Crystalline solids 12, 46 [12] J Horvath, J Ott, K Pfahler, W Ulfert, Mater Sci Eng., 409 (1988) [13] J.F Shackelford, J Non-Cryst Solids 253 (1999) 231 [14] K Maruyama, H Endo, H Hoshino, Y Kawakita, S Kohara, M Itou, J Phys Conf Ser 98 (2008) 012019 [15] K Ratzke, A Heesemann, F Faupel (1995), Pressure and mass dependence of diffusion in metallic glasses, J Phys Condens Matter 7, 7663 [16] K Ratzke, F Faupel (1995), Pressure dependence of cobalt diffusion in amorphous Fe39Ni40B21, Journal of Non-Crystalline Solids 181, 261-265 57 Nguyn Th Hin Cao hc Vt lý 2009 [17] L K Hoang et al (2001), Parallel simulation of microstructure of the liquid, Proceeding of scientific conference Hanoi university of technology 19, 72-78 [18] L Koi ,A B Belonoshko, and R Ahuja, Molecular dynamics study of liquid iron under high pressure and high temperature, Physical review B 73, 224113 (2006) [19] Liu Rang-Su, Mater Sci Eng 100 (1988) L1 [20] M Aykol, A.O Mekhrabov, M.V Akdeniz, Acta Mater 57 (2009) 171 [21] P A Duine, S K Wonnell and J Sietsma (1994), A study the pressure dependence of the diffusion of Au in amorphous Pd40Ni40P20, Mat Sci Eng Al79/A180, 270 [22] P K Hung and P.H Kien, New model for tracer-difusion in amorphous solid, Eur Phys.J.B (2010) [23] P K Hung*, L T Vinh, P H Kien, About the diffusion mechanism in amorphous alloys, Journal of Non-Crystalline Solids, 2010 [24] P K Hung, D K Belashchenko, V M Chieu, N T Duong, V V Hoang and T B Van (1999), Local structure of amorphous canonical systems, Journal of metastable and nanocystalline material 2-6, 393 [25] P K Hung, H V Hue, L T Vinh (2006), Simulation study of pores and pore cluster in amorphous alloys Co100-xBx and Fe100-yPy, J Non-Cryst Sol 352, 3332-3338 [26] P K Leung, J G Wright (1974), Structural investigions of amorphous transition element films, Phil Mag 1, 995-1008 [27] P K Leung, J G Wright (1974), Structural investigions of amorphous transition element films, Phil Mag 30, 185-194 [28] P Lamparter, S Steeb (1995), Structure of amorphous Al2O3, Physsical B 234, 405-406 [29] P.H Gaskell, J Non-Cryst Solids 32 (1979) 207 [30] R A Johnson (1989), :Alloy models with the embedded atom method, Phys Rev B 39, 12554-12559 [31] R Yamamoto, H Matsuoka, M Doyama (1977), J Phys V.F 7, 243-246 [32] S K Sharma, M P Macht and V Naundorf (1993), Some correlations observed for diffusion in amorphous Ti60Ni40 and Fe40Ni40B20 alloys, Journal of Non-Crystalline Solids 156, 437-440 58 Nguyn Th Hin Cao hc Vt lý 2009 [33] S Plimpton, Fast parallel algorithms for short-range molecular dynamics, Journal of Computational Physics 117 (1995) 119 [34] T Egami, J Non-Cryst Solids 352 (2006) 285 [35] T Stobieck, H Hoffmann, Resistivity, hall effect and magnetoresistivity of amorphous iron and cobanlt alloy films and their applications , Thin Solid Films, 175 (1989) 325-328 [36] U Krauss and U Krey, Local magneto-volume effect in amorphous iron, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 98 (1991) [37] UlfertW, Horvath J, Frank Wand Kronmller H 1989 Cryst.Latt Deft Amorph Mater 18 519 [38] Vo Van Hoang, J Phys B348 (2004) 347 [39] Y Limoge (1990), Activation volume for diffusion in a metallic glass, Acta metall Mater 38, 1733-1742 [40] Y Limoge, Mater Sci Eng A , 228 (1997) 59 [...]... hệ đạt tới giá trị và trạng thái ổn định, mô hình sẽ được sử dụng để nghiên cứu cấu trúc và các tính chất vật lý trên hệ Chi tiết về các tính chất vật lý trên các mô hình vật liệu xây dựng sẽ được nghiên cứu trong chương sau Chương trình thống kê hồi phục 1 Module Nhập dữ liệu ban đầu (Thực hiện nhập các thông số ban đầu): số nguyên tử trong mô hình N; kích thước mô hình mô phỏng l; các hệ số của thế... và các nguyên tử khác (nếu hệ hai nguyên) từ vị trí đỉnh thứ nhất của HPBXT thành phần tương ứng c Thừa số cấu trúc của vật liệu vô đinh hình Chúng ta đã biết tán xạ trong vật liệu vô định hình không bị giới hạn bởi véc tơ mạng đảo Nên độ lớn tán xạ trên vật liệu vô định hình được định nghĩa bới: S (k )   f m exp( ikrm ) (2.38) m Cường độ tán xạ tại véc tơ tán xạ k được cho bởi: I  S S   m... đó vacancy rơi vào bẫy là trở thành lỗ trống tương đối nhỏ hơn nên không thể tham gia vào quá trình thay đổ i vi ̣tri.́ Như vâ ̣y, những hiểu biết về lý thuyết khuếch tán vacancy giúp ta lý giải một phần cơ chế của hiện tượng khuếch tán và là nền tảng cho việc nghiên cứu về quá trình khuếch tán trong các loại vật liệu VĐH Tuy nhiên, cơ chế này không mô tả 19 Nguyễn Thị Hiền Cao học Vật lý 2009... chuỗi hoặc vòng đã góp phần vào sự khuếch tán trong vật rắn VĐH Nhờ có một số cơ chế như: cơ chế khuếch tán xen kẽ, cơ chế khuếch tán tập thể, cơ chế khuếch tán vacancy đã giúp chúng ta hiểu nhiều hơn về cơ chế khuếch tán trong vật rắn VĐH Nghiên cứu động lực học về sự kết tinh trong suốt quá trình ủ đẳng nhiệt theo áp suất trong khoảng 0 0.8 Gpa của mô hình hợp kim VĐH (FeNi)8(PB)2 [39] Kết quả đã... tập thể là sự dịch chuyển đồng thời của một số lượng các nguyên tử trong hệ VĐH Các nguyên tử khuếch tán dịch chuyển theo dạng chuỗi hoặc dạng vòng Ví dụ cụ thể về khuếch tán tập thể trong hợp kim Ni-Zr VĐH theo dạng chuỗi (Hình 1.1) Hình 1.1 Cơ chế khuếch tán tập thể trong hợp kim Ni-Zr VĐH Trong những công trình nghiên cứu về vật liệu VĐH đã chứng minh được cơ chế khuếch tán nguyên tử chiếm ưu thế... tán trong các vật liệu VĐH thường diễn ra rất chậm, hệ số ) nên việc khảo sát hiện tượng khuếch khuếch tán quá nhỏ (cỡ tán là rất khó khăn và tốn nhiều công sức Khuếch tán trong vật liệu VĐH vẫn chưa được hiểu một cách cặn kẽ Thông thường sự khuếch tán này được gắn cho cơ chế khuếch tán giống như cơ chế khuếch tán vacancy (nút khuyết) trong vật rắn tinh thể nhưng ở đây là những lỗ trống Trong vật rắn... chuyển của nguyên tử gần vacancy hay những vị trí có thể tồn tại vacancy hay “chuẩn vacancy (quasi -vacancy) Bằng lý thuyết, mô phỏng sau đó so sánh kết quả mô phỏng với thực nghiệm Các công trình này tuy còn nhiều kết quả chưa phù hợp với thực nghiệm, xong về cơ bản đã mô tả khá tốt các mô hình kin loại và hợp kim VĐH Đồng thời giải thích cơ bản về cơ chế khuếch tán trong vật liệu VĐH Nhờ những công... rõ hơn về quá trình khuếch tán của các nguyên tử trong vật liệu VĐH người ta đưa ra phương pháp mô phỏng Phương pháp mô phỏng xây dựng được những mô hình cho kết quả về đặc trưng vi cấu trúc rõ ràng nhất 1.2 Mô phỏng kim loại và hợp kim VĐH a, Mô phỏng kim loại vô định hình Trước đây người ta dùng rất nhiều loại mô hình khác nhau để giải thích cho cấu trúc kim loại VĐH ở cấp độ vi mô như: mô hình quả... tập thể trong mô hình Sự nhảy vào trong cực tiểu thế năng mới, sự nhảy này có đặc tính tập thể cỡ 10 nguyên tử Thế năng thay đổi trong suốt quá trình nhảy chứng tỏ cấu hình địa phương mới bền vững hơn cấu hình trước Nghiên cứu những đặc tính của vacancy “tự nhiên” trong các hợp kim VĐH bằng phương pháp mô phỏng ĐLHPT và TKHP [23-24] Thế cho sự dịch chuyển của một nguyên tử tới lỗ trống cạnh nó trong. .. phương của các hợp kim VĐH này nhóm tác giả tập trung nghiên cứu hai loại chỗ trống giống vacancy (vacancy- like poes) là: chỗ trống vacancy kim loại và chỗ trống vacancy á kim Mô phỏng cho thấy, một số lượng đáng kể các chỗ trống vacancy á kim tăng mạnh theo nồng độ á kim Trong hệ Fe100-yPy, nhóm tác giả xác định được 0.003 đến 0.033 chỗ trống vacancy trên một nguyên tử khi y tương ứng là 20 và 25 ... loi ch trng ging vacancy (vacancy- like poes) l: ch trng vacancy kim loi v ch trng vacancy ỏ kim Mụ phng cho thy, mt s lng ỏng k cỏc ch trng vacancy ỏ kim tng mnh theo nng ỏ kim Trong h Fe100-yPy,... khụng mụ t 19 Nguyn Th Hin Cao hc Vt lý 2009 c s dch chuyn ca nguyờn t gn vacancy hay nhng v trớ cú th tn ti vacancy hay chun vacancy (quasi -vacancy) Bng lý thuyt, mụ phng sau ú so sỏnh kt qu... ma mụ t vacancy thc hiờ n trc biờ n mõ t la : nw w n v n n (1.2) Trong mõu ụ n inh ba chiờ u thi vacancy co thờ thc hiờ n bc trc biờ n mõ t Trong hin h thc khuờ ch tỏn bng c ch vacancy