계산 재료과학

분자 동역학법에서 사용하는 원자 간 퍼텐셜에 대한 설명으로 옳은 것은 무엇인가?

  1. A레너드-존스 퍼텐셜은 두 원자 간의 거리만으로 결정되는 쌍 퍼텐셜로, 금속 결합이나 공유 결합의 방향성도 잘 나타낼 수 있다
  2. B내장 원자법(EAM) 퍼텐셜은 주위 원자가 만드는 전자 밀도에 따른 내장 에너지를 더하여 금속의 다체적인 결합을 나타낸다
  3. C실리콘과 같은 공유 결합 결정에는 결합 각도와 관계없는 쌍 퍼텐셜을 사용하는 것이 가장 적합하다
정답과 해설 보기

정답: B. 내장 원자법(EAM) 퍼텐셜은 주위 원자가 만드는 전자 밀도에 따른 내장 에너지를 더하여 금속의 다체적인 결합을 나타낸다

레너드-존스 퍼텐셜은 원자 2개의 거리만으로 결정되는 쌍 퍼텐셜로, 비활성 기체와 같은 방향성이 없는 약한 결합은 잘 나타내지만 금속이나 공유 결합의 성질은 나타낼 수 없습니다. 금속에서는 원자 1개의 결합 세기가 주위 원자의 수에 따라 변하는 다체 효과가 크며, EAM은 이것을 주위 원자가 만드는 전자 밀도의 함수로서 더합니다. 쌍 퍼텐셜만으로는 각 원자가 대칭 중심에 있는 FCC나 BCC 결정에서 응력이 없을 때 탄성 상수에 C₁₂ = C₄₄(코시 관계)가 반드시 성립하지만, 많은 금속은 이것을 만족하지 않습니다. 공유 결합에서는 결합 각도가 중요하므로, 각도 항을 포함하는 스틸린저-웨버나 터소프 퍼텐셜을 사용합니다. DFT 결과를 학습한 기계 학습 퍼텐셜도 널리 사용되고 있습니다.

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