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Anisotropic solid–liquid interface kinetics in silicon: an atomistically informed phase-field model

Bergmann, S. ; Albe, K. ; Flegel, E. ; Barragan-Yani, D. A. ; Wagner, B. (2024)
Anisotropic solid–liquid interface kinetics in silicon: an atomistically informed phase-field model.
In: Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering, 2017, 25 (6)
doi: 10.26083/tuprints-00020472
Artikel, Zweitveröffentlichung, Verlagsversion

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Kurzbeschreibung (Abstract)

We present an atomistically informed parametrization of a phase-field model for describing the anisotropic mobility of liquid–solid interfaces in silicon. The model is derived from a consistent set of atomistic data and thus allows to directly link molecular dynamics and phase field simulations. Expressions for the free energy density, the interfacial energy and the temperature and orientation dependent interface mobility are systematically fitted to data from molecular dynamics simulations based on the Stillinger–Weber interatomic potential. The temperature-dependent interface velocity follows a Vogel–Fulcher type behavior and allows to properly account for the dynamics in the undercooled melt.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2024
Autor(en): Bergmann, S. ; Albe, K. ; Flegel, E. ; Barragan-Yani, D. A. ; Wagner, B.
Art des Eintrags: Zweitveröffentlichung
Titel: Anisotropic solid–liquid interface kinetics in silicon: an atomistically informed phase-field model
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: 9 Januar 2024
Ort: Darmstadt
Publikationsdatum der Erstveröffentlichung: 2017
Ort der Erstveröffentlichung: Bristol
Verlag: IOP Publishing
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 25
(Heft-)Nummer: 6
Kollation: 20 Seiten
DOI: 10.26083/tuprints-00020472
URL / URN: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/20472
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Herkunft: Zweitveröffentlichung DeepGreen
Kurzbeschreibung (Abstract):

We present an atomistically informed parametrization of a phase-field model for describing the anisotropic mobility of liquid–solid interfaces in silicon. The model is derived from a consistent set of atomistic data and thus allows to directly link molecular dynamics and phase field simulations. Expressions for the free energy density, the interfacial energy and the temperature and orientation dependent interface mobility are systematically fitted to data from molecular dynamics simulations based on the Stillinger–Weber interatomic potential. The temperature-dependent interface velocity follows a Vogel–Fulcher type behavior and allows to properly account for the dynamics in the undercooled melt.

Freie Schlagworte: phase-field model, molecular dynamics simulation, interface kinetics, silicon recrystallization
Status: Verlagsversion
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-204728
Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Materialmodellierung
Hinterlegungsdatum: 09 Jan 2024 10:32
Letzte Änderung: 10 Jan 2024 08:11
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