Исследование влияния лазерной абляции на строение ОЦК-кристалла при помощи молекулярно-динамического моделирования

Abstract

Внешнее высокоэнергетическое воздействие на поверхность твердого тела, например, ультракороткими сверхмощными лазерными импульсами может приводить к фазовым переходам, в результате которых структура поверхности претерпевает кардинальные изменения. В представленной работе излагаются результаты молекулярно-динамического моделирования изменения поверхностного слоя расчетной ячейки при кратковременном высокоэнергетическом воздействии. Построенная и описанная в работе модель, температура расчетной ячейки в которой распределяется в соответствии с решением линейной задачи теплопроводности, позволила выявить нарушение сплошности поверхностного слоя, заключающееся в локализации избыточного свободного объема в виде группы сферических пор. Размеры этих несовершенств, а также длительность их существования имеют отличия при моделировании разной плотности энергии лазерного излучения. Дальнейшее исследование позволило выявить условия, при которых поры остаются стабильными на протяжении всего времени моделирования, а также выявить связь между кристаллографической ориентацией межфазной границы «твердое тело — жидкость» и размерами образуемых пор.

Keywords

• кристалл
• модель
• температура
• плавление
• пора
• поверхность
• межфазная граница