Site Sponsors
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
Posted in | Nanoanalysis

Физик Начинает Метод для Высчитывать Движения и Усилия Тысяч Атомов Одновременно

Published on November 3, 2009 at 5:44 PM

Теоретический физик на Национальном институте стандартов и технологий (NIST) начал метод для высчитывать движения и усилия тысяч атомов одновременно над широкийа ассортимент масштабов времени чем ранее возможно. Метод отжимает многолетний приурочивая зазор в моделировании материалов нанометр-маштаба и много других физических, химических и биологических систем на атомных и молекулярных уровнях.

Имитация Colorized что случается к атомам 1100 углерода в лист ` плоско' graphene около 20 микросекунд после того как центральный атом двинут немножко вверх. Более Темные лиловые цветы показывают атомы которые падали под их первоначально положением, тогда как более салатовые цветы показывают куда атомы поднимали. Кредит: V.K. Tewary/NIST

Новое математически technique* может значительно улучшить моделирование процессов атомн-маштаба которые раскрывают над временем, как вибрации в кристалле. Обычные методы молекулярной (MD) динамики могут точно моделировать процессы которые происходят в инкрементах измеренных в пикосекундах к фемтосекундам (trillionths к quadrillionths секунды). Другие методы можно использовать над более длинними периодами для моделирования кусковых материалов но не на молекулярном уровне. Новый метод NIST может достигнуть эт более длиннее время маштаб-в критическом ряде от наносекунд к микросекундам (billionths к millionths секунды) - на молекулярном уровне. Научные Работники могут теперь измерить и понять что случается на узловые пункты в времени которые не были ранее доступны, и в течении полного спектра масштабов времени интереса в MD, говорит проявитель Vinod Tewary.

Моделирование материальных свойств и физических процессов ценные помощь и дополнение к теоретическим и экспириментально изучениям, в части потому что эксперименты очень трудны на nanoscale. Вычисления MD обычно основаны на физике индивидуальных атомов или молекул. Этот традиционный подход ограничен не только масштабом времени, но также размером системы. Его нельзя расширить к процессам включая тысячи атомов или больше потому что сегодняшние компьютер-ровные суперкомпьютеры-cannot регулируют миллиардыы необходимы шагов времени, Tewary говорит. контрастом, его новый метод включает «Гриновскую функцию,» математически подход который может высчитать состояние очень большой системы над гибкими масштабами времени в одном шаге. Таким Образом, он отжимает проблему размера системы так же, как приурочивая зазор.

Tewary проиллюстрировало новый метод на 2 проблемах. Он показал как ИМП ульс распространяя через строку атомов, начатую путем двигать средний атом, смог быть моделирован для как раз немного фемтосекунд с обычным MD, тогда как метод NIST работает на несколько микросекунд. Tewary также высчитало как пульсации распространяют в 1.100 атомах углерода в листе graphene над периодами до около 45 микросекунд, проблема которая не смогла быть разрешена ранее. Нормально подумал как статического плоского листа, атомы в graphene фактически должны undulate как-то для того чтобы остать стабилизированными, и новыми выставками метода как эти пульсации распространяют. (See сопровождая изображение и кино). Состоящ полностью атомов углерода, graphene недавно открынный материал сота кристаллический который может быть выдающим проводником для проводов и других компонентов в электронике nanoscale.

Ожидано, что включает новый метод NIST моделирование много других процессов которые происходят на масштабах времени nano к микросекундам, как образование и рост дефектов, кондукция жары, диффузия и поражение радиоактивным излучением в материалах. Метод смог улучшить результаты в много различных полей, от моделирования новых нанотехнологий в этапе конструкции к имитировать поражение радиоактивным излучением от «грязной бомбы» над временем.

Исследователя NIST планируют написать программу ПО шифруя новый метод для того чтобы сделать его доступным к другим пользователям.

* V.K. Tewary. Удлиняя масштаб времени в имитациях молекулярной динамики: распространение пульсаций в graphene. Физическое Просмотрение B, VOL. 80, Номер 16. Опубликованный он-лайн 22-ое октября 2009.

Контакт Средств: Лаура Ost, laura.ost@nist.gov, (301) 497-4880 (301) 497-4880

Last Update: 13. January 2012 14:17

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit