ارائه چند روش درشت دانه دینامیک مولکولی جهت مدلسازی نانوساختارهای سیلیکونی

با توجه به پیشرفت سریع نانوتکنولوژی، کاربرد مواد در ابعاد نانو نیز به شدت افزایش پیدا کرده است. به دلیل افزایش اثرات سطح در اندازه های کوچک تئوری های کلاسیک توانایی مدل سازی سیستم های ابعاد نانو را ندارند. از طرف دیگر، روش های دقیق در اندازه های کوچک که بر مبنای کوانتوم و مدل سازی اتمی هستند، بسیار زمان بر بوده و در نتیجه استفاده از آن ها به اندازه های خیلی کوچک و بازه زمانی شبیه سازی کوتاه محدود می شود. در این تحقیق روش های درشت دانه برای شتاب دادن به شبیه سازی های دینامیک مولکولی برای بررسی ساختارهای سیلیکونی ارائه گردیده است. در این روش، پس از اعمال کردن نگاشت مناسب بین دانه های مدل درشت دانه و اتم های ساختار اصلی، پارامترهای سیستم به گونه ای تغییر می یابد که خواص فیزیکی مدل درشت دانه و تمام اتم یکسان باشد. با استفاده از شبیه سازی های استاتیکی و دینامیکی مختلف و بررسی اثر اندازه، سرعت و دقت مدل ها بررسی می گردد. خطای مدل درشت دانه ارائه برای محاسبه مدول یانگ، ارتعاشات طولی و عرضی کمتر از ۵ درصد است، در حالی که این روش در حدود ۸ برابر سریع تر است.

کلیدواژه ها:

Accelerated Molecular Dynamics ، Coarse-Graining Model ، Silicon Structures ، Stillinger-Weber Potential ، دینامیک مولکولی تسریع شده ، روش درشت دانه ، ساختارهای سیلیکونی ، پتانسیل استلینگر وبر