Welche Aussage über die in der Molekulardynamik verwendeten interatomaren Potentiale trifft zu?

Lösung: B. Das Potential der Embedded-Atom-Methode (EAM) fügt eine Einbettungsenergie hinzu, die von der Elektronendichte der umgebenden Atome abhängt, und beschreibt so den Vielteilchencharakter der metallischen Bindung

Das Lennard-Jones-Potential ist ein Paarpotential, das nur vom Abstand zweier Atome abhängt; es beschreibt schwache, ungerichtete Bindungen wie bei Edelgasen gut, nicht aber die Eigenschaften metallischer oder kovalenter Bindungen. In Metallen spielt ein Vielteilcheneffekt eine große Rolle: Die Bindungsstärke eines Atoms hängt von der Zahl seiner Nachbarn ab. Die EAM berücksichtigt dies als Funktion der von den umgebenden Atomen erzeugten Elektronendichte. Mit reinen Paarpotentialen gilt für spannungsfreie kfz- und krz-Kristalle, in denen jedes Atom ein Symmetriezentrum ist, für die elastischen Konstanten stets C₁₂ = C₄₄ (Cauchy-Relation), was viele Metalle nicht erfüllen. Bei kovalenten Bindungen sind die Bindungswinkel wichtig, daher werden Potentiale mit Winkeltermen wie das Stillinger-Weber- oder das Tersoff-Potential verwendet. Verbreitet ist auch, ein interatomares Potential durch maschinelles Lernen an DFT-Ergebnisse anzupassen (Machine-Learning-Potentiale).