Modelo atómico integrado

En química computacional y física computacional , el modelo de átomo incorporado , método de átomo incorporado o EAM , es una aproximación que describe la energía entre átomos y es un tipo de potencial interatómico . La energía es función de una suma de funciones de separación entre un átomo y sus vecinos. En el modelo original, de Murray Daw y Mike Baskes, ^[1] estas últimas funciones representan la densidad electrónica. El EAM está relacionado con la aproximación del segundo momento a la teoría de la unión estrecha , también conocida como modelo de Finnis-Sinclair. Estos modelos son especialmente apropiados para sistemas metálicos. ^[2] Los métodos de átomos integrados se utilizan ampliamente en simulaciones de dinámica molecular .

Simulación de modelo

En una simulación, la energía potencial de un átomo, está dada por ^[3] ${\displaystyle i}$

${\displaystyle E_{i}=F_{\alpha }\left(\sum _{j\neq i}\rho _{\beta }(r_{ij})\right)+{\frac {1}{2}}\sum _{j\neq i}\phi _{\alpha \beta }(r_{ij})}$,

donde es la distancia entre átomos y , es una función potencial de pares, es la contribución a la densidad de carga electrónica del átomo de tipo en la ubicación del átomo , y es una función de incrustación que representa la energía requerida para colocar el átomo de tipo en la nube de electrones. ${\displaystyle r_{ij}}$ ${\displaystyle i}$ ${\displaystyle j}$ ${\displaystyle \phi _{\alpha \beta }}$ ${\displaystyle \rho _{\beta }}$ ${\displaystyle j}$ ${\displaystyle \beta }$ ${\displaystyle i}$ ${\displaystyle F}$ ${\displaystyle i}$ ${\displaystyle \alpha }$

Dado que la densidad de la nube de electrones es una suma de muchos átomos, generalmente limitada por un radio de corte, el potencial EAM es un potencial multicuerpo. Para un sistema de átomos de un solo elemento, se deben especificar tres funciones escalares: la función de incrustación, una interacción de pares y una función de contribución de la nube de electrones. Para una aleación binaria, el potencial EAM requiere siete funciones: tres interacciones de pares (AA, AB, BB), dos funciones de incrustación y dos funciones de contribución de la nube de electrones. Generalmente estas funciones se proporcionan en un formato tabularizado y se interpolan mediante splines cúbicos.

Ver también

• potencial interatómico
• Potencial de Lennard-Jones
• Potencial de orden de bonos
• Campo de fuerza (química)

Referencias

1. Daw, Murray S .; Mike Baskes (1984). "Método de átomos incrustados: derivación y aplicación a impurezas, superficies y otros defectos en metales". Revisión Física B. Sociedad Estadounidense de Física . 29 (12): 6443–6453. Código bibliográfico : 1984PhRvB..29.6443D. doi : 10.1103/PhysRevB.29.6443.
2. Daw, Murray S.; Láminas, Stephen M.; Baskes, Michael I. (1993). "El método del átomo incorporado: una revisión de la teoría y sus aplicaciones". Estera. Ciencia. Ing. Representante . 9 (7–8): 251. doi : 10.1016/0920-2307(93)90001-U .
3. "Par - EAM". Simulador de Dinámica Molecular LAMMPS . Consultado el 1 de octubre de 2008 .