나노박막의 표면응력에 의한 평형상태에 대한 연구 = A Study of Surface Stress Effects on Equilibrium States of thin Nanofilm

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this paper, we present a surface relaxation model in atomistic calculations for thin nanofilms. This surface relaxation model is very simple model which have only two degrees of freedoms to determine the atomic positions of nanofilms. Whereas in conventional molecular statics simulations, the same number of degrees of freedoms at all atom positions are used as unknown variables. In order to prove the reliability of the presented model, we present the results of self-equilibrium strain calculations with the surface parameters obtained from this model.

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 원자적 계산(atomistic calculation)을 위한 해석적 모델로 surface relaxation model을 제시한다. 기존의 분자정역학(molecular statics)이 모든 원자의 위치를 자유도로 선정하여 사용하는데 반하여, 이 모델은 면내방향에 해당하는 두 개의 자유도로 나노박막의 원자 위치를 기술하는 매우 간단한 방법이다. 본 연구에서는 surface relaxation model을 이용하여 표면응력(surface stress)과 표면강성계수(surface stiffness tensor)와 같은 표면인자(surface parameter)의 계산을 수행하고, surface stress model을 이용하여 평형상태에서의 원자의 위치정보를 계산한다. 그리고 surface relaxation model을 검증하기 위하여 분자동역학 전산모사(molecular dynamics simulation)의 수치 결과가 제시되며, 본 연구에서 계산한 equilibrium strain과 비교 검증한다.

참고문헌 (Reference)

1 Wolf, D., "Surface-stress-induced structure and elastic behavior of thin films" 58 : 2081-2083, 1991

2 Steightz, F.H., "Surface-stress effects on elastic properties, I: thin metal films" 49 : 10699-10706, 1994

3 Oh, D.J., "Simple embedded atom method model for fcc and hcp metals" 3 : 481-478, 1988

4 Foiles, S.M., "Embedded-atom method functions for the fcc metals Cu, Ag, Au, Ni, Pd, Pt, and their alloys" 33 : 7983-7991, 1986

5 Shenoy, V.B., "Atomistic calculations of elastic properties of metallic fcc crystal surfaces" 71 : 094104-, 2005

6 Dingreville, R., "A semi-analytical method to compute surface elastic properties" 55 : 141-147, 2007

7 Dingreville, R., "A semi-analytical method for quantifying the size-dependent elasticity of nanostructures" 16 : 025002-, 2008