Примеры работ

Про моделирование системы Si/SiO2.

Суммарно про моделирование.

Методы Монте-Карло.

Методы молекулярной динамики.

Методы ab initio.

Про моделирование.

Сперва кратко о известных методах моделирования.

Ab initio – общее название группы методов моделирования, в которых используются уравнения квантовой механики, что даёт точное описание атомных взаимодействий. Однако, уравнения движения обычно настолько сложные, что методы ab initio практически неприменимы для систем из более чем сотни атомов.

Молекулярная динамика была создана для того, чтобы позволить моделировать системы с несколько большим числом частиц. При этом используются упрощения и пренебрежения, которые уменьшают точность расчетов.

Суть метода заключается в том, что задаются постоянные временные интервалы, в которых каждая частица ведёт себя как классическая частица, находящаяся под действием постоянной силы. Уравнение движения при этом обычно вида X = X₀ + V₀t + at²/2, в котором ускорение есть сумма всех межатомных сил, действующих на рассматриваемую частицу.

Для методов молекулярной динамики характерны большие моделируемые времена, однако они всё равно на много порядков меньше секунды.

Монте-Карло – такие методы, в которых используются случайные числа для получения статистики вероятностного процесса. Существуют такие разновидности, как «прямое моделирование методом Монте-Карло», «квантовый метод Монте-Карло», и другие. Как и в молекулярной динамике, обычно в модели заменяется точный расчет взаимодействий между частицами на эмпирически подобранный потенциал.

Использование этой группы методов обычно позволяет рассчитывать системы, размером от тысяч до миллионов частиц и больше, а применение таких упрощений, например, как расположение частиц в решеточном пространстве – ускорить вычисления настолько, что моделируемые времена сопоставляются с длительностями реальных технологических процессов.

На видео – процесс, промоделированный в нашей лаборатории, это разделение фаз из состава Si:O = 1:1 на SiO₂ и кремниевые кластеры. Про это отдельно будет позже.

Ну вот на этом слайде представлены оценки по количеству частиц в системе и моделируемым временам для упомянутых методов. Эти оценки, конечно, поверхностные.

Параллельно с экспериментами в научном мире в большом количестве проводится моделирование, так называемые вычислительные эксперименты.

Например, на этом слайде показаны рисунки из пары работ, посвященных моделированию организации переходного слоя между диоксидной матрицей и подложкой.

В нашей лаборатории мы тоже этим занимаемся, о чем я сейчас вам расскажу подробнее.

Дата добавления: 2014-01-05