A MOLECULAR DYNAMICS STUDY OF THE THERMAL DISPLACIVE PROPERTIES OF THE Σ=13 (θ=22.6°) [001] TWIST BOUNDARY IN NOBLE METALS

Abstract
Nous avons calculé par simulation, à l'aide de la technique de dynamique moléculaire à température constante, le déplacement quadratique moyen des atomes dans le joint de grains de torsion Σ=13 (θ=22.6°) [001] pour le cuivre, l'argent et l'or. Les interactions interatomiques dérivent d'un pseudopotentiel résonnant adapté aux métaux nobles. A proximité du joint la distance interplanaire suivant l'axe de torsion est modifiée au maximum de +6.5%. La modification des constantes de force locales qui en résulte, induit des amplitudes de vibration plus élevées qu'en volume. Nous avons trouvé que le déplacement quadratique moyen des atomes du joint à coeur est de 1.5 à 2.5 fois plus élevé qu'en volume. Ces résultats sont en accord qualitatif avec les données expérimentales pour l'or.

Abstract
We present the results of a molecular dynamics study at constant temperature of the mean square displacements of atoms in the core of the Σ=13 (θ=22.6°) [001] twist grain boundary in copper, gold and silver. The atomic forces derive from a resonant model pseudopotential adapted to noble metals. The relaxations of atomic planes along the twist axis near the boundary, amount a maximum value +6.5%. Consequently, the local force constants are modified with respect to the bulk and enhanced vibration amplitudes are observed. Depending on the temperature, we found that the atomic mean square displacements in the boundary core are 1.5 to 2.5 times larger than in the bulk. These results are in qualitative agreement with available experimental data for the same boundary in gold.