МОЛЕКУЛЯРНО-ДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ В ОЦК-КРИСТАЛЛЕ НА НАНОУРОВНЕ ПРИ ЛАЗЕРНОЙ АБЛЯЦИИ

При высокотемпературном воздействии происходит изменение структуры металлов и их сплавов. Исследоване влияния высоких температур на изменение строения структуры твердого тела имеет ряд недостатков (изменение свойств и строения материалов). Изучено строения металлов на наноуровне с применением реальных экспериментов затруднительно из-за размеров частиц. Методами компьютерного моделирования изучено воздействие высоких температур на атомные механизмы изменения ОЦК-кристалла. Проведение исследования методом компьютерного моделирования является наиболее рациональным. Проведено атомистическое моделирование абляции структуры, происходящей при облучении материалов фемто- и пикосекудными лазерными импульсами. Для исследования был выбран метод молекулярной динамики. Изучено влияние процесса лазерной абляции на изменение внутреннего строения материалов при помощи компьютерного моделирования (метод молекулярной динамики). Построена модель молекулярной динамики, позволяющая изучить процесс абляции. Оценена доля «выброшенных» частиц в результате нагрева. Определено, что в процессе нагрева и охлаждения системы распределение таких частиц близко к распределению Гаусса.

1. Gamaly E.G. Femtosecond Laser-Matter Interaction: Theory, Experiments and Applications. New York: Jenny Stanford Publishing, 2011. 350 p.

2. Faenov Ya., Kato Y., Tanaka M., Pikuz T.A. Submicrometer-resolution in situ imaging of the focus pattern of a soft x-ray laser by color center formation in LiF crystal // Optics Letters. 2009. Vol. 34. P. 941-943.

3. Гостевская А.Н., Маркидонов А.В. Иссле-дование методом молекулярно-динами-ческого моделирования процесса лазерной абляции. В кн.: Материалы ХIII школы-конференции молодых ученых “Кому-2021”, Ижевск, 18 - 22 октября 2021 года. Ижевск: изд. Удмуртского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук, 2021. С. 131, 132.

4. Завьялова М.А. Поверхностная модификация кварцевого стекла импульсами пикосекундного лазера // Компьютерная оптика. 2016. Т. 40. № 6. С. 863-870.

5. Мажукин В.И., Демин М.М., Шапранов А.В. Эффекты неравновесности при воздействии импульсного лазерного излучения на металлы // Оптический журнал. 2011. Т. 78. № 8. С. 29-37.

6. Явтушенко Т.О., Кадочников А.С., Новиков С.Г., Беринцев А.В., Столяров Д.А. Эксперименталь-ное исследование процесса структурирования поверхности металла фемтосекундными лазерными импульсами высокой мощности // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013. Т. 15. № 4 (5). С. 1033-1037.

7. Kuo J.-K., Huang P.-H., Chien S.-K., Huang K.-Y., Chen K-.T. Molecular Dynamics Simulations of Crater Formation Induced by Laser Ablation on the Surface of α-Fe Substrate // MATEC Web of Conferences. 2018. Vol. 167. Article 03011.

8. Gong X.-F., Yang G.-X., Li P., Wang Y., Ning X.-J. Molecular Dynamics Simulation of Pulsed Laser Ablation // International Journal of Modern Physics B. 2011. Vol. 25. No. 4. P. 543-550.

9. Cheng C., Wu A.Q., Xu X. Molecular Dynamics Simulation of Ultrafast Laser Ablation of Fused Silica // Journal of Physics: Conference Series. 2007. Vol. 59. P. 100-104.

10. Рыкалкин Н.Н., Углов А.А., Зуев И.В., Кокора А.Н. Лазерная и электронно-лучевая обработка материалов. М.: Машиностроение, 1985. 496 с.