Microscopic dynamics in liquid binary alloys: orbital-free \textsl{ab-initio} molecular dynamics studies

Abstract

We report an ab-initio molecular dynamics study on the collective excitations in several s-p bonded liquid binary alloys. Results are reported for the Li–Na, Li–Mg, K–Cs and Li–Ba liquid alloys at different concentrations, which display mass ratios ranging from = 3 for Li–Na to ≈ 20 for Li–Ba, and varying ordering tendencies, ranging from strong homocoordinating in Li–Na to mildly heterocoordinating for one concentration of Li–Ba. The study has been carried out using the orbital free ab-initio molecular dynamics method, combined with local ionic pseudopotentials constructed within the same framework. We analyze the dependence of the collective modes on the concentration and the mass ratio of the alloy, finding a common behaviour for all systems notwithstanding the different ordering tendencies.

Ми повiдомляємо дослiдження методом першопринципної молекулярної динамiки колективних збуджень у декiлькох рiдких бiнарних сплавах з s-p-зв’язком. Результати подано для Li–Na, Li–Mg, K-Cs та Li–Ba рiдких сплавiв з рiзними концентрацiями, для яких спiввiдношення мас є в областi вiд = 3 для Li–Na до ≈ 20 для Li–Ba, та змiнними тенденцiями впорядкування, вiд сильної гомокоординацiї у Li–Na до помiрної гетерокоординацiї для одної концентрацiї Li–Ba. Дослiдження було проведено методом безорбiтальної першопринципної молекулярної динамiки у комбiнацiї з локальними iонними псевдопотенцiалами, побудованими в рамках цього ж пiдходу. Ми аналiзуємо залежнiсть колективних мод вiд концентрацiї та спiввiдношення мас компонент сплаву, та знаходимо спiльну поведiнку для всiх систем незважаючи на рiзнi тенденцiї впорядкування.