埋め込み原子モデル

計算化学および計算物理学において、埋め込み原子モデル、埋め込み原子法、またはEAM は、原子間のエネルギーを記述する近似であり、原子間ポテンシャルの一種です。エネルギーは、原子とその近傍の原子間の距離の関数の和の関数です。マレー・ドーとマイク・バスケスによる元のモデル^{[ 1 ]}では、後者の関数は電子密度を表します。EAM は、フィニス・シンクレア モデルとしても知られるタイト バインディング理論の 2 次モーメント近似に関連しています。これらのモデルは、特に金属系に適しています。^{[ 2 ]}埋め込み原子法は、分子動力学シミュレーションで広く使用されています。

シミュレーションでは、原子のポテンシャルエネルギーは、${\displaystyle i}$^{は[ 3 ]}で与えられる。

${\displaystyle E_{i}=F_{\alpha }\left(\sum _{j\neq i}\rho _{\beta }(r_{ij})\right)+{\frac {1}{2}}\sum _{j\neq i}\phi _{\alpha \beta }(r_{ij})}$、

どこ$\displaystyle r_{ij}}$原子間の距離${\displaystyle i}$そして${\displaystyle j}$、${\displaystyle \phi _{\alpha \beta }}$はペアワイズポテンシャル関数であり、${\displaystyle \rho _{\beta }}$原子からの電子電荷密度への寄与${\displaystyle j}$タイプの${\displaystyle \beta }$原子の位置で${\displaystyle i}$、 そして${\displaystyle F}$は、原子を配置するために必要なエネルギーを表す埋め込み関数です。${\displaystyle i}$タイプの${\displaystyle \alpha }$電子雲の中へ。

電子雲密度は多数の原子にわたる総和であり、通常はカットオフ半径によって制限されるため、EAMポテンシャルは多体ポテンシャルです。単一元素の原子系の場合、埋め込み関数、対相互作用、および電子雲寄与関数の3つのスカラー関数を指定する必要があります。二元合金の場合、EAMポテンシャルには7つの関数が必要です。3つの対相互作用（AA、AB、BB）、2つの埋め込み関数、および2つの電子雲寄与関数です。これらの関数は一般に表形式で提供され、3次スプライン補間によって補間されます。

• 原子間ポテンシャル
• レナード＝ジョーンズの可能性
• 結合次数ポテンシャル
• 力場（化学）