Molekulární dynamika
J. Fikar
1)N-těles, x, x', x”
2)
2)Jaká tělesa?
3)
3)Klasická mechanika
4)
4)Empirické potenciály
5)
5)Typy vazeb
6)
6)Zákony zachování
7)
7)Statistická termodynamika
8)
8)Periodické okrajové podmínky

Typy vazeb
1)Iontová
2)
2)Kovalentní
3)
3)Kovová
4)
4)Vodkový můstek
5)
5)Van der Waals

Empirické potenciály
oLennard-Johnes
●
●

Křivka objem-energie
●
●

Empirické potenciály
oH2
●
●

Empirické potenciály
oNaCl
●
●

Embedded atom model



Periodické okrajové podmínky



Integrace - dynamika
1.Newtonovy rovnice
2.
2.Predictor-corrector
3.
3.Time-step 10-15 s
4.
4.Debyeova frekvence
5.
5.Teplota Ek=3/2 kT
6.
6.Maxwell-Boltzmanovo rozdělení
7.
7.Termostat – škálování rychlostí

Minimalizace - statika
Conjugate-gradient


Termodynamické soubory



Termodynamické soubory
1.Mikrokanonický soubor ( NVE soubor)
2.
2.Kanonický soubor ( NVT soubor, někdy též Gibbsův kanonický soubor) - termostat
3.
3.Izotermicko-izobarický soubor ( NpT soubor) – termostat a barostat

MD
Cu <100> depozice


MD
Cu <100> depozice


MD – Monte Carlo
Boltzmanovo rozdělení


MD – Monte Carlo
Boltzmanovo rozdělení


Výhody/nevýhody MD
oAtomů 108
o
oDynamika
o
ons
o
o
o
o
oTepelná aktivace
o
oVíce dislokací
o
oRealisticé rychlosti dislokací
o
oDifůze
o
oPotenciály? AI

LAMMPS
oLarge-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator
o
oOpen source
o
ohttps://lammps.org

OVITO
oZobrazuje atomy, molekuly; Basic – free, PRO $$$; https://ovito.org


Bodové a lineární poruchy
o


Prizmatické dislokační smyčky
o


HEA
o


Dislokace



Stacking fault



Dislokace



Hranová ½<111>



Šroubová ½<111>



Hranová ½<111> a bublina



Teplota tání



Teplota tání



NiTi sváření
800K
1000K
1200K
10ns

Radiační poškození neutron



Radiční poškození iont



Radiční poškození iont



Radiční poškození iont



Radiční poškození iont



Únava Cu



Únava Cu



Únava Cu



Únava Cu