Stability of self-interstitial atom clusters with carbon atoms in -iron

鉄中での炭素原子による自己格子間原子型クラスターの安定性

阿部 陽介; 都留 智仁   ; 實川 資朗

Abe, Yosuke; Tsuru, Tomohito; Jitsukawa, Shiro

ランジュバン分子動力学法による徐冷法とbasin-hopping with occasional jumping(BHOJ)法を組合せることにより、-鉄中での不純物炭素を含む場合の自己格子間原子型(SIA)クラスターの最安定配位をクラスターサイズに対して系統的に求めた。求めた最安定配位を用いて不純物炭素のSIAクラスターへの結合エネルギーを評価し、クラスターサイズにほとんどよらずに約0.76eVとなることがわかった。さらに、過去の知見に加えて、本研究で得られた不純物炭素との結合エネルギー、及び不純物炭素の位置に依存したSIAクラスターの易動度に基づき、SIAクラスターの一次元運動に対する温度依存性の可能な要因を説明することができた。

A combination of simulated annealing with Langevin molecular dynamics and basin-hopping with occasional jumping (BHOJ) technique has been applied to global optimization and used to determine systematically the most stable configurations of self-interstitial atom (SIA) clusters with and without carbon (C) impurity in -iron. With the obtained putative lowest energy structures, the binding energies with and without C atoms as a function of cluster size were estimated. As a consequence, we have derived the extrapolated values based on the accurately determined binding energies which are more relevant conditions to real materials.