Wanderungsenergien und Aktivierungsvolumina von Leerstellen in Edelmetallen

Abstract

Die Energie eines Kristalls wird in den Gebieten starker Gitterstorung halbempirisch als Summe der Energie des Elektronengases und der Born-Mayer-Potentiale zwischen den Ionen beschrieben. Die weniger stark gestorten Gebiete werden als anisotropes elastisches Kontinuum aufgefast. Dieses Modell sollte fur Cu und auch fur Ag gut brauchbar sein; zum Vergleich wird auch Au behandelt. Fur Einfach- und Doppelleerstellen ergeben sich die Wanderungsenergien, die Gitterrelaxationen, die Tensorkomponenten der elastischen Doppelkraft, die Bildungsvolumina sowie die Aktivierungsvolumina der Wanderung. Doppelleerstellen konnen Anlas zu anelastischer Dampfung geben; ihre Relaxationsstarke wird angegeben. Die Ubereinstimmung mit dem Experiment ist bei Cu und Ag gut. In einem Anhang wird am Beispiel der Berechnung der Einfachleerstelle gezeigt, das die Berucksichtigung der elastischen Anisotropie wesentlich ist. In order to treat strongly perturbed regions in noble metals we employ a semiempirical model representing the crystal energy in terms of the energy of the electron gas and the Born-Mayer interaction energy between ions. The less perturbed regions are treated as an anisotropic elastic continuum. This approach should be applicable to Cu and also to Ag; for purposes of comparison we include Au in our treatment. Activation energies of migration, lattice distortions, components of the elastic double force tensor, and the volumes of formation and migration are obtained for single vacancies and divacancies. The relaxation strength of the anelastic damping caused by the double-vacancies is also given. The agreement with experiment is good for Cu and Ag. The importance of taking into account the elastic anisotropy is demonstrated in the appendix, using the case of a single vacancy as an example.