We present a first-principles-based electron-temperature model that can be used in atomistic calculations. The electron–phonon coupling coefficient in the model is derived from the density of states as a function of electron temperature, and the thermal conductivity of tungsten from our model shows significant improvement over the baseline atomistic calculations in which only ion-thermal contribution to the thermal conductivity is available. The correction to the thermal conductivity also changes damage cascades as cascades cool down more rapidly within our model. The mobility of defects is consequently reduced, leaving more residual damage than the predictions without an electron-temperature model.
我々は、原子論的計算に使用できる第一原理に基づく電子温度モデルを提示する。このモデルにおける電子–フォノン結合係数は、電子温度の関数としての状態密度から導出され、我々のモデルによるタングステンの熱伝導率は、熱伝導率へのイオン熱的寄与のみが得られるベースラインの原子論的計算と比較して、有意な改善を示す。熱伝導率への補正はまた、損傷カスケードを変化させる。なぜなら、我々のモデルではカスケードがより急速に冷却されるからである。その結果、欠陥の移動度は低下し、電子温度モデルを用いない予測よりも多くの残留損傷が残る。