A modification of an embedded-atom method (EAM)-type potential is proposed for a quantitative description of equilibrium and nonequilibrium properties of metal systems within the molecular dynamics framework. The modification generalizes the previously developed linear correction to EAM-type potentials and asymptotically approaches zero at large interatomic distances. A general procedure for constructing this modification is outlined and its relation to the linear correction is elaborated. To benchmark this procedure, we examine the melting phase transition and several equilibrium properties of finite-size nanosystems made of silver, gold and titanium. The simulations performed with the modified potential predict higher bulk melting temperatures of the metals and agree better with experimental values as compared to the original EAM-type potential. Our results show that the modification works well for metals with both cubic and hexagonal lattice structures. The Gupta potential is chosen as an example but the modification proposed can also be applied to other potentials of the EAM type.

Предложена модификация потенциалов погруженного атома (EAM) для описания равновесных и неравновесных свойств металлических систем в рамках классической молекулярной динамики. Данная модификация обобщает разработанную ранее авторами линейную поправку к потенциалам типа EAM и асимптотически убывает на больших межатомных расстояниях. Описана процедура построения модифицированных потенциалов и показана связь данной модификации с линейной поправкой. Предложенная модификация использована для моделирования процесса плавления и изучения ряда равновесных свойств наносистем из серебра, золота и титана. Результаты расчетов, проведенных при помощи модифицированного потенциала, предсказывают более высокие температуры плавления металлов, по сравнению с изначальным потенциалом типа EAM, что лучше согласуется с экспериментальными данными. Многочастичный потенциал типа Гупта рассмотрен в качестве примера, но предложенная модификация может также применяться и к другим потенциалам типа EAM.

Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Сер.: Физико-математические науки. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2019 -. — Электрон. журнал. — Периодичность: 4 раза в год. — Выходит с 07.2019. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текст: электронный

Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Сер.: Физико-математические науки. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2019 -. Т. 13, № 3, 2020. — 1 файл (9,38 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j20-214.pdf>.