Determinación de diagrama de fases a través de métodos de no-equilibrio

Abstract

En la naturaleza un material de la misma composición química puede existe en diversas fases. Explorar el diagrama de fases de un material es de vital importancia en diferentes campos del conocimiento y diversas aplicaciones tecnológicas. Determinar el diagrama de fase de un material, implica determinar las curvas de coexistencia de fases, para este propósito es necesario conocer la energía libre de ambas fases del material. Avances conceptuales y técnicas computacionales desarrollados durante las últimas décadas permiten abordar este tipo de problema. En esta tesis de licenciatura estudiamos los métodos no-equilibrio, que permiten determinar de forma eficiente las energías libres de las fases de un sistema atomístico y el método de integración dinámica de Clausius-Clapeyron para determinar la curvas de coexistencia de fases. Como ejemplo ilustrativo del uso de los métodos no-equilibrio, determinamos el diagrama de fases del silicio en el dominio de temperatura-presión, en un intervalo de presiones de 0 a 15 GPa y temperaturas superiores al punto de fusión, y el punto triple entre las fases diamante, líquido y β-tin.