Modelo de átomo integrado

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

Simulación de modelos

En una simulación, la energía potencial de un átomo, , viene 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 los átomos y , es una función de potencial por pares, es la contribución a la densidad de carga de electrones 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 por pares y una función de contribución de la nube de electrones. Para una aleación binaria, el potencial EAM requiere siete funciones: tres interacciones por 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 e interpoladas por splines cúbicos.

Véase también

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

Referencias

1. Daw, Murray S. ; Mike Baskes (1984). "Método de átomos embebidos: Derivación y aplicación a impurezas, superficies y otros defectos en metales". Physical Review B . 29 (12). American Physical Society : 6443–6453. Bibcode :1984PhRvB..29.6443D. doi :10.1103/PhysRevB.29.6443.
2. Daw, Murray S.; Foiles, Stephen M.; Baskes, Michael I. (1993). "El método del átomo embebido: una revisión de la teoría y las aplicaciones". Mat. Sci. Eng. Rep . 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 .