Fitting of potentials on linear collision sequences

and binding energies corrections in bcc iron

A. Elias1*, A. Belaidi2

1 Laboratoire d’Etudes Physico-Chimiques, Centre Universitaire de Saïda, B.P138,

En-nasr, Saïda 20000, Algérie

2 Ecole Normale Supérieure de l’Enseignement Technique 31000 Oran, Algérie

* Corresponding author. Email: aek_elias_dz@yahoo.fr

Received: 21 September 2003; revised version accepted: 30 December 2003

Abstract

The fitting of potentials on linear collision sequences (LCS) and the mechanisms of energy loss in and head on collision sequences are studied by means of classical molecular dynamic (MD) with the code DYMOKA and its binary collision approximation (BCA) with Marlowe (version 15a). Two embedded atom potentials that essentially differ by their repulsive branches are used in MD. The Molière and others potentials are used in the Binary Collision Approximation (BCA). The screening lengths are adjusted in such a way to match the repulsive EAM branches. The energy loss along a sequence can be tuned by introducing a binding energy of the atoms to their lattice site in replacement events. This is shown to allow for correcting the underestimate of the energy loss predicted in the BCA by adding an artificial binding energy of the atoms in a sequence to their lattice sites.

Keywords: Binary collisions approximations BCA ; Molecular dynamics MD ; Linear collisions sequences LCS ; Potentials.

Résumé 

L’ajustement des potentiels sur les séquences des collisions linéaires (LCS) et les mécanismes des pertes d’énergie sur ces séquences dans <100> et <111> sont étudiés par la dynamique moléculaire classique (MD) avec le code DYMOKA et son Approximation de la Collision Binaire (BCA) avec Marlowe (version 15a). Deux potentiels, qui diffèrent essentiellement par leurs branches répulsives, sont utilisés dans la MD. D’autres potentiels avec celui de Molière sont utilisés dans l’Approximation de la Collision Binaire (BCA). Les paramètres d’écran sont ajustés de sorte que les branches EAM répulsives coïncident. La perte d’énergie le long d’une séquence peut être réglée en introduisant une énergie de liaison des atomes à leurs sites dans les événements de remplacements. Et comme il est montré un ajout d’une énergie de liaison artificielle aux atomes à leurs sites dans les séquences de remplacements permet de corriger la perte d’énergie sous estimée par les prédictions de la BCA.

Mots clefs : Approximation de la collision binaire BCA ; Dynamique moléculaire MD ; Séquences des collisions linéaires LCS ; Potentiels.

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