Regensburg 2000 – wissenschaftliches Programm

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M: Metallphysik

M 9: Amorphe und metastabile Metalle

M 9.3: Vortrag

Dienstag, 28. März 2000, 15:45–16:00, H6

Molekulardynamik-Simulationen an Schmelzen und Gläsern aus bold Cu₃₃Zr₆₇ normal — •M. Kluge und H. R. Schober — Institut für Festkörperforschung, Forschungszentrum Jülich, 52425 Jülich

Wir haben die Dynamik in binären metallischen Schmelzen und Gläsern aus Cu₃₃Zr₆₇ untersucht. Dazu haben wir insbesondere den Selbst- und Fremd-Anteil der van-Hove-Korrelationsfunktion G(r,t) berechnet. Die Simulationen wurden für Temperaturen von 700 K bis 2000 K durchgeführt. Dieser Temperaturbereich umfasst Flüssigkeit, unterkühlte Flüssigkeit und Glas (Glasübergangstemperatur T_g=950 K).

Aus diesen Daten lassen sich die Diffusionkonstante D, der Strukturfaktor S(q,ω) und der Nichgaußizitäts-Parameter α₂ berechnen. Der kohärente Strukturfaktor zeigt die kollektive Dynamik, für kleine ω-Werte sieht man den Boson-Peak. Der inkohärente Strukturfaktor hat für beide Atomsorten die bekannte Doppel-Höcker-Form. Es lassen sich lang- und kurzreichweitige dynamische Prozesse (α- und β-Relaxationen und Schwingungen) unterscheiden. Nichtgaußizitäten der Selbstkorrelationsfunktion zeigen u. a. Hetrogenitäten in der Diffusion. Für lange Zeiten fällt α₂(t) wieder auf Null ab, so dass die Diffusion dort wieder homogen wird („dynamische Heterogenität“).

Wir finden in Gläsern und unterkühlten Schmelzen aus Cu₃₃Zr₆₇ zwei Prozesse, die zur Diffusion beitragen. Neben einem Beitrag, der viskosem Fließen entspricht, gibt es zusätzlich Sprünge einzelner Atome über Distanzen in der Größenordnung des nächsten-Nachbar-Abstands. Die Größe der Beiträge dieser Mechanismen zur Gesamtdiffusion wird für die verschiedenen Temperaturen abgeschätzt.