Dissertação
Aplicações, metodologia e propriedades físicas do método do átomo embebido para elementos FCC
Autor
Gomes, Tiago Francisco Pinheiro
Institución
Resumen
The purpose of this work is to present a method called Embedded Atom Method (EAM),
in which the energy of a system of particles grouped in a solid solution or metallic alloys is
obtained. Based on calculations ab initio and density functional theory (DFT), EAM was
originally developed by MIBaskes in the middle of 1980 and gradually adapted according
to the lines of research of several researchers in the area of Condensed Matter Physics.
Due to its computational feasibility, the EAM method has been widely applied in the fields
of Computational Physics and Chemistry, where, by simulations, it has been shown to be
quite effective when compared to the experimental values. However, the EAM is based on
curve fittings, parameter adjustments and certain approximations, which together give
rise to some imprecisions and weaknesses in the method. Such inaccuracies are mainly
related to the approximation that is made to the electronic densities at a given site of
the solid. In this case, the electronic densities are approximated by a linear superposition
of electron densities with spherical symmetries, that is, only the contributions of the s
orbital are considered, a fact that does not correspond to the real solid model. Realizing
this weakness, Baskes modified his EAM method by adding the angular dependencies
of electronic densities, this time considering the symmetries of the p, d and f orbitals .
Because of this modification, the EAM has been called the Modified Embedded Atom
Method (MEAM). O presente trabalho tem como objetivo apresentar um método denominado Embedded
Atom Method (método do átomo Imerso - EAM), no qual se obtém a energia de um
sistema de partículas agrupadas em uma solução sólida ou ligas metálicas. Baseado em
cálculos ab initio e na teoria do funcional de densidade (DFT), o EAM foi originalmente
desenvolvido por M.I.Baskes em meados dos anos 80 e gradualmente adaptado de acordo
com as linhas de pesquisa de diversos estudiosos na érea de Física da Matéria Condensada.
Devido sua viabilidade computacional, o método EAM vem sendo largamente aplicado
nas éreas de Física e Química computacionais, onde, por meio de simulações, vem se
mostrando bastante eficaz quando comparado aos valores experimentais. No entanto, o
EAM é baseado em ajustes de curvas, ajustes de parâmetros e certas aproximações, que em
conjunto fazem surgir algumas imprecisões e fraquezas no método. Tais imprecisões estão
principalmente relacionadas com a aproximação que é feita para as densidades eletrônicas
em um dado sítio do sólido. Neste caso, as densidades eletrônicas são aproximadas por
uma superposição linear de densidades eletrônicas com simetrias esféricas, ou seja, são
consideras apenas contribuições do orbital s, fato este que não condiz com o modelo de
sólido real. Percebendo esta fraqueza, Baskes modificou seu método EAM acrescentando
as dependências angulares das densidades eletrônicas, considerando desta vez as simetrias
dos orbitais p,d e f . Devido esta modificação, o EAM passou a ser chamado de Modified
Embedded Atom Method (método do átomo Imerso Modificado - MEAM) CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior