Effect of Temperature on Diffusion Parameters for 2-Dimensional Copper 5-Atom Island

doi:10.60692/09qw6-5jg71

Published January 1, 2017 | Version v1

Publication Open

Effect of Temperature on Diffusion Parameters for 2-Dimensional Copper 5-Atom Island

1. Khwaja Fareed University of Engineering and Information Technology
2. Hazara University
3. Government College University, Faisalabad
4. Bahauddin Zakariya University

The effect of temperature during the diffusion of Cu pentamer on Ag(111) surface has been studied by using molecular dynamics (MD) technique at 300, 500 and 700 K. The diffusion coefficient, effective energy barrier and diffusion prefactor for Cu pentamer on Ag(111) have been calculated. The effective energy barrier of 205.25 ± 10 meV and diffusion prefactor of 5.549 × 1012 Å2/s have been deduced from the Arrhenius plot. The semi-empirical potentials based on MD simulation shows that the diffusivity obeys the Arrhenius Law and is independent of temperature from 300 to 700 K. The pop-up of single-atom among Cu pentamer has also been observed at 700 K. The value of effective energy barrier is in close agreement with that found from early Monte Carlo simulation.

Translated Descriptions

This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تمت دراسة تأثير درجة الحرارة أثناء انتشار Cu pentamer على سطح Ag(111) باستخدام تقنية الديناميكا الجزيئية (MD) عند 300 و 500 و 700 كلفن. تم حساب معامل الانتشار وحاجز الطاقة الفعال وعامل الانتشار المسبق لـ Cu pentamer على Ag(111). تم استنتاج حاجز الطاقة الفعال البالغ 205.25 ± 10 ميجا فولت وعامل الانتشار المسبق البالغ 5.549 × 1012 Å 2/s من مخطط أرهينيوس. تظهر الإمكانات شبه التجريبية المستندة إلى محاكاة MD أن الانتشار يطيع قانون Arrhenius ومستقل عن درجة الحرارة من 300 إلى 700 كلفن. كما لوحظ ظهور ذرة واحدة بين خماسي النحاس عند 700 كلفن. تتوافق قيمة حاجز الطاقة الفعال بشكل وثيق مع تلك الموجودة في محاكاة مونت كارلو المبكرة.

Translated Description (French)

L'effet de la température pendant la diffusion du pentamère Cu sur la surface de l'Ag(111) a été étudié en utilisant la technique de la dynamique moléculaire (DM) à 300, 500 et 700 K. Le coefficient de diffusion, la barrière d'énergie efficace et le préfacteur de diffusion du pentamère Cu sur l'Ag(111) ont été calculés. La barrière d'énergie effective de 205,25 ± 10 meV et le préfacteur de diffusion de 5,549 × 1012 Å2/s ont été déduits du tracé d'Arrhenius. Les potentiels semi-empiriques basés sur la simulation MD montrent que la diffusivité obéit à la loi d'Arrhenius et est indépendante de la température de 300 à 700 K. Le pop-up d'un seul atome parmi le pentamère Cu a également été observé à 700 K. La valeur de la barrière d'énergie efficace est en étroit accord avec celle trouvée à partir de la simulation de Monte Carlo précoce.

Translated Description (Spanish)

El efecto de la temperatura durante la difusión del pentámero de Cu en la superficie de Ag(111) se ha estudiado utilizando la técnica de dinámica molecular (MD) a 300, 500 y 700 K. Se han calculado el coeficiente de difusión, la barrera de energía efectiva y el prefactor de difusión para el pentámero de Cu en Ag(111). La barrera de energía efectiva de 205,25 ± 10 meV y el prefactor de difusión de 5,549 × 1012 Å2/s se han deducido de la gráfica de Arrhenius. Los potenciales semi-empíricos basados en la simulación MD muestran que la difusividad obedece a la Ley de Arrhenius y es independiente de la temperatura de 300 a 700 K. La aparición de un solo átomo entre los pentámeros de Cu también se ha observado en 700 K. El valor de la barrera de energía efectiva está en estrecho acuerdo con el encontrado en la simulación temprana de Monte Carlo.

Files