ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.12.2023
Просмотров: 16
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Нелинейные модели сплошной среды.
В этом случае молекулярная система рассматривается как сплошная среда, эволюция которой определяется непрерывными макроскопическими функциями. Уравнения модели получают из общих законов сохранения. Материальные уравнения, уравнения состояния должны определяться либо из эксперимента, либо из молекулярного моделирования. Как правило, нелинейность зависимости коэффициента диффузии от плотности приводит к нелинейным уравнениям диффузии. Эти модели глобальны (в отличии от моделей кинетики молекул) и учитывают необходимые граничные условия.
Модели сплошной среды широко используются при описании процессов реакции-диффузии, движений границ фазовых переходов, движений стенок магнитных доменов в соответствующих наносистемах.
Одним из примеров, требующих создания многомасштабной модели поведения молекулярной системы, является технология создания памяти, основанной на фазовых переходах. Она связана с переключательным поведением транспортных свойств материала при изменении молекулярной структуры под действием внешних полей и температуры. Особый интерес здесь представляет аморфный углерод (a-C), легко включаемый в клеточную структуру. В экспериментах, проведенных в научно-исследовательской лаборатории IBM в Цюрихе, показана возможность создания памяти на фазовом переходе c использованием a-C. Работы направлены на численное квантовое моделирование экспериментов по переключению сопротивления в аморфном углерод. Главное − это создание многомасштабной модели переключения сопротивления в аморфном углероде. Повышение проводимости системы, связанное с изменением молекулярной структуры в эксперименте, должно приводить к существенному увеличению джоулева нагрева проводящей точки и дальнейшему повышению температуры. Описанный процесс может привести к термическому срыву в полупроводнике и отрицательному сопротивлению наноточки. Такая модель переключательного процесса может объяснить S-образное поведение вольтамперной характеристики, наблюдаемой в экспериментах по созданию памяти на фазовых переходах. Пространственное поведение температуры должно определятся другой макроскопической моделью теплопроводности.
Использование математических моделей и вычислительных машин становится частью технологического процесса создания систем на молекулярном уровне. Это мы и называем вычислительными нанотехнологиями.
Список литературы:
1. Handbook of Theoretical and Computational Nanotechnology / Rieth M., Schommers W. [et al.]. American Scientific Publishers, 2006. In 10 vols.
2. Lyshevski S.E. (Ed.). Nano and molecular electronics: handbook. CRCpress, 2007. 912 p.
3. Попов А.М. Вычислительные нанотехнологии : учебное пособие. М.: КНОРУС, 2014. 312 c.
4. Алферов Ж.И. Двойные гетероструктуры: концепция применения в физике, электронике и технологии. Нобелевская лекция по физике, Стокгольм, 8 декабря, 2000г. // Успехи физических наук. 2002. Т. 172. Вып. 9. С. 1068–1086.
5. G., Rohrer H., Gerber Ch., Weibel E. Tunneling through a controllable vacuum gap // Applied Physics Letters. 1982. Vol. 40(2). P. 178–180.