우리는 개선된 삽입원자모형포텐샬에 기초하여 조밀립방구조의 과도금속인 Ni의 녹음과정을 분자동력학적방법으로 모의하였다.
이 삽입원자모형포텐샬에 대하여서는 2015년에 처음으로 잡지 《Applied Physics A》에 《EAM potentials for BCC, FCC and HCP metals with farther neighbor atoms》의 제목으로 발표하였다.
이 연구에서는 개선된 삽입원자모형에서 설정된 포텐샬의 절단반경에 따라 Ni결정속의 원자들에 작용하는 힘들을 결정하는 공식들을 새로 유도하였다.
분자동력학모의에서는 각각 (100), (110), (111)의 지수로 표시되는 표면들을 가진 Ni결정들에서 녹음점을 결정하였다. 소결온도를 녹음점보다 높은 온도로 설정하면 표면가까이에 액체-고체경계면이 형성되며 이 면은 소결온도와 녹음점의 차에 비례하는 속도로 결정속으로 이동한다. 소결온도에 따르는 액체-고체경계면의 이동속도의 변화특성으로부터 해당한 지수의 Ni결정표면들에서의 녹음점을 결정할수 있다. 분자동력학모의에서는 또한 녹음점까지 온도를 점차적으로 증가시키면서 표면층들에서의 구조특성변화를 모의하였다.
분자동력학모의결과에 의하면 (100), (110), (111)표면을 가진 Ni결정들에서의 녹음점은 각각 1 734K, 1 725K, 1 741K으로 결정된다. 또한 700K부터 녹음점까지 온도를 올리면서 표면층들에서의 구조인자와 열팽창특성을 모의한데 의하면 원자배치밀도가 제일 낮은 (110)표면을 가진 Ni결정에서의 녹음과정, 즉 표면층들의 무질서화과정이 다른 지수표면을 가진 결정들에서보다 낮은 온도에서 뚜렷하게 나타난다. 원자배치밀도가 제일 높은 (111)표면을 가진 Ni결정에서의 표면층들의 무질서화과정이 다른 지수표면을 가진 결정들에서보다 높은 온도에서 시작된다.
우리의 연구결과들은 잡지 《Journal of Molecular Modeling》에 《MEAM potential–based MD simulations of melting transition on Ni surfaces》(https://doi.org/10.1007/s00894-022-05357-8)의 제목으로 발표되였다.
