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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 11/2015

01.11.2015 | Symposium: ICASP-4 (International Conference on Advanced Solidification Processing)

Recent Developments in Modeling Heteroepitaxy/Heterogeneous Nucleation by Dynamical Density Functional Theory

verfasst von: Frigyes Podmaniczky, Gyula I. Tóth, György Tegze, László Gránásy

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 11/2015

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Abstract

Crystallization of supersaturated liquids usually starts by epitaxial growth or by heterogeneous nucleation on foreign surfaces. Herein, we review recent advances made in modeling heteroepitaxy and heterogeneous nucleation on flat/modulated surfaces and nanoparticles within the framework of a simple dynamical density functional theory, known as the phase-field crystal model. It will be shown that the contact angle and the nucleation barrier are nonmonotonous functions of the lattice mismatch between the substrate and the crystalline phase. In continuous cooling studies for substrates with lattice mismatch, we recover qualitatively the Matthews–Blakeslee mechanism of stress release via the misfit dislocations. The simulations performed for particle-induced freezing will be confronted with recent analytical results, exploring thus the validity range of the latter. It will be demonstrated that time-dependent studies are essential, as investigations based on equilibrium properties often cannot identify the preferred nucleation pathways. Modeling of these phenomena is essential for designing materials on the basis of controlled nucleation and/or nano-patterning.

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Metadaten
Titel
Recent Developments in Modeling Heteroepitaxy/Heterogeneous Nucleation by Dynamical Density Functional Theory
verfasst von
Frigyes Podmaniczky
Gyula I. Tóth
György Tegze
László Gránásy
Publikationsdatum
01.11.2015
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 11/2015
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-015-2986-1

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