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

Fysiker Framkallar Metoden för Beräkna Vinkar och Styrkor av Tusentals Atoms Samtidigt

Published on November 3, 2009 at 5:44 PM

En teoretisk fysiker på Nationalet Institute of Standards and Technology (NIST) har framkallat en metod för beräkna vinkar, och styrkor av tusentals atoms samtidigt över ett mer bred spänner av tidfjäll än föregående möjlighet. Metoden övervinner ett longstanding tajmingmellanrum, i att modellera nanometer-fjäll material, och många jämnar andra kemiska och biologiska system för läkarundersökning, på atom- och molekylärt.

Colorized simulering av vad händer till kolatoms 1100 i en `-lägenhet', täcker av graphene, omkring 20 mikrosekunder efter centralatomen är rört litet uppåtriktat. Den Mörkare violeten färgar indikerar att atoms som har tappat nedanfört deras original, placera, eftersom tändaregräsplanen färgar show var atoms har uppstiget. Kreditera: V.K. Tewary/NIST

Den nya matematiska technique*en kan markant förbättra att modellera av atom--fjäll bearbetar, som veckla upp med tiden, liksom vibrationer i en kristall. Konventionella molekylära dynamik (MD)tekniker kan exakt modellera bearbetar som uppstår ökar in mätt i picoseconds till femtoseconds (trillionths till quadrillionths av en understödja). Andra tekniker kan användas över längre perioder för att modellera bulk material, men inte på det molekylärt jämna. Den nya NIST-tekniken kan ta fram dessa längre tid fjäll-i det kritiskt spänner från nanosekunder till mikrosekunder (billionths till millionths av en understödja) - på det molekylärt jämnar. Forskare kan nu mäta, och att förstå vad händer på nyckel-, pekar i tid, som inte var föregående tillgänglig och alltigenom som den fulla spectrumen av tidfjäll av intresserar i MD, något att sägabärare Vinod Tewary.

att Modellera av materiell rekvisita och läkarundersökningen bearbetar är en värdesak bistår och kompletterar till teoretiska och experimentella studier, i del, därför att experiment är mycket svåra på nanoscalen. MD-beräkningar baseras vanligt på fysiken av individatoms eller molekylar. Detta traditionellt att närma sig begränsas inte endast av tidfjäll, men vid systemet storleksanpassar också. Det kan inte fördjupas bearbetar att gälla tusentals atoms, eller mer, därför att dagens dator-jämna supercomputers-cannot behandlar miljarderna av tid, kliver krävt, Tewary något att säga. Vid kontrast inkorporerar hans nya metod ”en Gräsplan fungerar,” ett matematiskt att närma sig som kan beräkna villkora av ett mycket stort system över böjliga tidfjäll i en singel kliver. Således övervinner den systemet storleksanpassar problem såväl som tajmingmellanrummet.

Tewary illustrerade den nya tekniken på två problem. Han visade hur en pulsera som fortplantar till och med en stränga av atoms, initierat vid flyttning den mellersta atomen, kunde modelleras för precis några femtoseconds med konventionell MD, eftersom NIST-metoden fungerar för flera mikrosekunder. Tewary beräknade också hur skvalpar fortplantar i 1.100 kolatoms i en täcka av graphene över perioder upp till omkring 45 mikrosekunder, ett problem som inte kunde lösas föregående. Tänkte Normalt av, som en statisk elektricitetlägenhet täcker, atomsna i graphene faktiskt måste bölja somehow för att återstå stabilt, och de nya teknikshowsna, hur dessa skvalpar, fortplantar. (See som medföljer, avbildar och filmen). Bestå helt av kolatoms, är graphene ett för en tid sedan upptäckt crystal materiellt för honungskaka som kan vara en utstående ledare för binder och andra delar i nanoscaleelektronik.

Den nya NIST-tekniken förväntas för att möjliggöra att modellera av många annat bearbetar som uppstår på tidfjäll av nano till mikrosekunder, liksom bildande, och tillväxt av hoppar av, ledning av värmer, diffusions- och utstrålningsskada i material. Tekniken kunde förbättra resultat i många olika sätter in, från att modellera av nya nanotechnologies i designen arrangerar till simulering av utstrålningsskadan från ”smutsar ner bombarderar” med tiden.

NIST-forskare planerar för att skriva ett programvaruprogram som kodar den nya tekniken för att göra den tillgänglig till andra användare.

* V.K. Tewary. Fördjupande tidfjäll i molekylära dynamiksimuleringar: förökningen av skvalpar i graphene. Läkarundersökningen Granskar B, Vol. 80, Nr. 16. Publicerade on-line Oct. 22, 2009.

MassmediaKontakt: Laura Ost, laura.ost@nist.gov, (301) 497-4880 (301) 497-4880

Last Update: 25. January 2012 11:14

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