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Multi-paradigm multi-scale modeling of dynamical crack propagation in silicon using the ReaxFF reactive force field

  • Markus J. Buehler
  • , Adri C.T. Van Duin
  • , William A. Goddard
  • Massachusetts Institute of Technology
  • California Institute of Technology

Résultats de recherche: Le chapitre dans un livre, un rapport, une anthologie ou une collectionContribution à une conférenceRevue par des pairs

Résumé

We report a study of dynamic cracking in a silicon single crystal in which the ReaxFF reactive force field is used for ∼3,000 atoms near the crack tip while the other 100,000 atoms of the model system are described with a simple nonreactive force field. The ReaxFF is completely derived from quantum mechanical calculations of simple silicon systems without any empirical parameters. Our results reproduce experimental observations of fracture in silicon including details of crack dynamics for loading in the [110] orientations, such as dynamical instabilities with increasing crack velocity. We also observe formation of secondary microcracks ahead of the moving mother crack. We conclude with a study of Si(bulk)-O2 systems, showing that Si becomes more brittle in oxygen environments, as known from experiment.

langue originaleAnglais
titreMechanisms of Mechanical Deformation in Brittle Materials
EditeurMaterials Research Society
Pages48-53
Nombre de pages6
ISBN (imprimé)1558998594, 9781558998599
Les DOIs
étatPublié - 1 janv. 2005
Modification externeOui
Evénement2005 MRS Fall Meeting - Boston, MA, États-Unis
Durée: 28 nov. 20052 déc. 2005

Série de publications

NomMaterials Research Society Symposium Proceedings
Volume904
ISSN (imprimé)0272-9172

Une conférence

Une conférence2005 MRS Fall Meeting
Pays/TerritoireÉtats-Unis
La villeBoston, MA
période28/11/052/12/05

Empreinte digitale

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