Fluctuations of kinetic energy at molecular dynamics and the atomic interactions in crystals

• Autorzy: Andriyevsky B. , Piekarski J. , Andriyevska L.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The calculation method of the molecular dynamics has been applied to study the correlation of the kinetic energy fluctuations and the relaxation time of the velocity autocorrelation function and the phonon relaxation time in a crystal. On the basis of the molecular dynamics data for silicon crystal obtained at different temperatures in the range 200 K – 1000 K the correlation between the kinetic energy fluctuations and the relaxation time of the velocity autocorrelation function has been calculated with the relatively high coefficient of determination R2 = 0.9396. The correlation obtained and the corresponding approach substantiate a use of the kinetic energy fluctuations for the calculation of values related to the heat conductivity in the silicon based semiconductors (coefficients of thermal conductivity and diffusivity).

PL

Obliczeniowa metoda dynamiki molekularnej została zastosowana do badania korelacji fluktuacji energii kinetycznej i czasu relaksacji autokorelacyjnej funkcji prędkości i czasu relaksacji fononów w krysztale. Na bazie danych dynamiki molekularnej kryształu krzemu otrzymanych w różnych temperaturach w zakresie 200 K – 1000 K została obliczona korelacja fluktuacji energii kinetycznej i czasu relaksacji autokorelacyjnej funkcji prędkości, która cechuje się stosunkowo wysokim współczynnikiem determinacji R2 = 0.9396. Otrzymana korelacja uzasadnia zastosowanie fluktuacji energii kinetycznej do badań obliczeniowych wielkości powiązanych z przewodnością cieplną półprzewodników na bazie krzemu (współczynniki przewodności i dyfuzyjności cieplnej).

Słowa kluczowe

EN

interatomic interactions; molecular dynamics; silicon; phonon relaxation time

PL

oddziaływania międzyatomowe; dynamika molekularna; krzem; czas relaksacji fononów

• Wydawca: Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Wydziału Elektroniki i Informatyki Politechniki Koszalińskiej
• Rocznik: 2018
• Tom: Nr 12
• Strony: 19--24
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., wykr.

Twórcy

autor

Andriyevsky B.

• Chair of Electronics, Department of Electronics and Computer Sciences, Koszalin University of Technology, Poland

autor

Piekarski J.

• Chair of Water-and-Sewage Technology and Waste Utilization, Faculty of Civil Engineering, Environmental and Geodetic Sciences, Koszalin University of Technology, Poland

autor

Andriyevska L.

• Chair of Water-and-Sewage Technology and Waste Utilization, Faculty of Civil Engineering, Environmental and Geodetic Sciences, Koszalin University of Technology, Poland

Bibliografia

• 1. Marx D., Hutter J. 2009 Ab initio molecular dynamics: basic theory and advanced methods, Cambridge University Press
• 2. Stackhouse S., Stixrude L. 2010 Reviews in Mineralogy & Geochemistry 71 253
• 3. Green M. S. 1954 J. Chem. Phys. 22 398
• 4. Kubo R. 1957 J. Phys. Soc. Jpn 12 570
• 5. Andriyevsky B., Czapla Z., Podsiadła D. 2018 Mater. Chem. Phys. 205 452
• 6. Olsen Heggø D. M., Ab initio molecular dynamics simulation of phosphorus diffusion in silicon, MSc thesis, University of Oslo, 2012
• 7. Tuckerman M. E. 2010 Statistical Mechanics: Theory and Molecular Simulations, Oxford University Press
• 8. Frenkel D. 1996 Understanding Molecular Simulation : from algorithms to applications, Academic Press
• 9. Kresse G., Joubert D. 1999 Phys. Rev. B 59 1758; Kresse G, Marsman M, Furthmüller J 2015 http://cms.mpi.univie.ac.at/vasp/vasp/vasp.html, Vienna
• 10. Blöchl P. E. 1994 Phys. Rev. B 50 17953
• 11. Rog T., Murzyn K., Hinsen K., Kneller G. R. 2003 J. Comput. Chem. 24 657
• 12. Ziman J. M. 2001 Electrons and Phonons. Oxford University Press, Oxford

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).