alexander stukowskiAT O M I C - S C A L E M O D E L I N G O F N A N O S T R U C T U R E DM E TA L S A N D A L L O Y SZur Erlangung des akademischen Grades des Doktors derNaturwissenschaften (Dr. rer. nat.) genehmigte Dissertationvorgelegt von Dipl.-Phys. Alexander Stukowski aus Seeheim-JugenheimFachgebiet MaterialmodellierungFachbereich Material- und GeowissenschaftenTechnische Universität DarmstadtReferent: Prof. Dr. Karsten AlbeKorreferent: Prof. Dr. Horst HahnTag der Einreichung: 12. Mai 2010Tag der Prüfung: 2. Juli 2010Darmstadt, 2010D 17AT O M I C - S C A L E M O D E L I N G O FN A N O S T R U C T U R E D M E TA L S A N D A L L O Y Salexander stukowskiDissertationMai 2010On the cover: Nanocrystalline microstructure loaded with dislocations andtwin boundaries after tensile deformation. The visualization has been de-rived from an atomistic simulation with the help of a new analysis methoddescribed in this thesis.Alexander Stukowski: Atomic-scale modeling of nanostructured metals and alloys,Dissertation, © Mai 2010C O N T E N T SAbstract xii introduction 11 introduction 31.1 Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.2 Plasticity of nanocrystalline materials . . . . . . . . . . . . . . 81.2.1 Non-dislocation based deformation mechanisms . . . . 81.2.2 Dislocations in nanocrystalline metals . . . . . . . . . . 101.3 Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131.3.