|
|
Kinetic Monte Carlo Simulations in Physics of Thin Films: from Growth to Electronic Properties
Gabriel, Vít ; Kocán, Pavel (vedoucí práce) ; Szabelski, Paweł (oponent) ; Předota, Milan (oponent)
Kinetické Monte Carlo (kMC) je stochastická metoda používaná k simulaci časového vývoje systému. Tento algoritmus nachází uplatnění v různých vědních oborech včetně fyziky tenkých vrstev. V této práci jsme vyvinuli modely založené na metodě kMC pro simulaci růstu a elektronických vlastností tenkých vrstev. Nejprve jsme vyvinuli model pro simulaci růstu multiferoického perovskitu pomocí pulzní laserové depozice (PLD). Model byl ověřen pomocí údajů z literatury a poté použit k objasnění některých jevů pozorovaných při PLD růstu. Inovativně jsme vysvětlili přenos materiálu mezi vrstvami, který je klíčový pro mor- fologii vrstvy, pomocí přirozených procesů založených pouze na konfiguraci ostrůvků na povrchu. Kromě toho se nám podařilo identifikovat příčinu experimentálně pozorovaného poklesu drsnosti povrchu s rostoucí frekvencí laseru. Dále jsme použili metodu kMC ke studiu difuze polaronů s cílem hlouběji pochopit difuzi náboje v dopovaném hematitu. Použili jsme několik aproximací toho, jak mohou dopanty ovlivňovat přenos náboje, a zjistili jsme, že ovlivňují difúzi polaronů spíše glo- bálně než v důsledku silných lokálních efektů. Náš model navíc naznačuje, že proces difuze závisí na typu polaronu. Simulovali jsme také tunelování děrových polaronů do dopova- ného hematitu. I při použití obecného modelu jsme...
|
|
|
Molekulární simulace rozhraní voda - rutil
Hanke, Hynek ; Předota, Milan (vedoucí práce) ; Lísal, Martin (oponent)
Studium strukturních a zejména dynamických vlastností rozhraní vodního prostředí s grafitovým a rutilovým povrchem poukazuje na anomální chování molekul vody v blízkosti pevné fáze. Molekuly vody se zde řadí do hustotních vrstev, které vykazují výrazně jiné vlastnosti oproti homogennímu prostředí. Vyhodnocení statistických veličin, jako jsou translační i rotační difuzivita, rezidenční časy a autokorelační funkce vektorů orientace, ukazuje, že v závislosti na lokální hustotě, přítomných interakcích i geometrické struktuře povrchu může být translace a rotace molekul vlivem rozhraní nejen významně omezena, ale v některých případech i usnadněna. Námi rozvinutá metodika měření statistických rotačních veličin v blízkosti rozhraní pevná látka - kapalina překonává obtíže, které jsou s měřením dynamic kých veličin v silně nehomogenním prostředí spojeny, a to způsobem, který lze aplikovat i na další modelové systémy tohoto typu.
|
|
|
Morphology of two-component surface structures
Babjak, Viktor ; Kotrla, Miroslav (vedoucí práce) ; Předota, Milan (oponent)
V predloženej práci skúmame nekoherentný heteroepitaxný rast jednej zložky (jeden typ adsorbátu A so záporným resp. kladným misfitom voči substrátu S) a statické vlastnosti dvojzložkovej povrchovej zliatiny, tj. ternárneho systému (dva typy adsorbátu A a B so záporným a kladným misfitom v porovnaní s rozdielnym substrátom S). Používame Monte Carlo simulácie pre off-lattice model v (1+1) dimenzii s Lennard-Jonesovou interakciou. V prípade nekoherentného heteroepitaxného rastu skúmame formovanie misfit dislokácií, ich vplyv na štruktúru rastúceho filmu a vplyv prítomnosti prímesy na substráte na formovanie dislokácií. V závislosti na znamienku a veľkosti misfitu boli pozorované dva odlišné typy formovania dislokácií. Simulácie statických vlastností dvojzložkovej povrchovej zliatiny ukazujú, že morfológia je odlišná pre fázovú separáciu (formovanie domén tvorených jedným typom častíc v smere pozdĺž a v smere kolmom ku rozhraniu substrát/adsorbát) a pre režim zmiešavania. Vzniknuté štruktúry závisia na relatívnom misfite, interakcii a koncentrácii jednotlivých komponentov.
|
|
|
Development and testing of computer models of phospholipid membranes
Nencini, Ricky ; Jungwirth, Pavel (vedoucí práce) ; Předota, Milan (oponent)
Simulace molekulární dynamiky mohou poskytnout detailní informace o biologických systémech. Nicméně klasická silová pole, která nezohledňují elektronovou polarizaci atomů, nejsou schopná dostatečně přesně reprodukovat interakce mezi biologickými membránami a nabitými částicemi, jako jsou ionty. V této práci zahrneme efekt chybějící elektronové polarizace do silového pole CHARMM36 pro fosfatidylcholin- ové lipidy. Tato implementace bude provedena pomocí aproximace středního pole za využití modelu elektronového kontinua (ECC). Správnou sílu interakcí mezi ionty a membránou odvozujeme na základě tzv. konceptu elektrometru, který dává do sou- vislosti změnu v parametrech uspořádání v cholinové části lipidů s množstvím náboje, který je přítomen na povrchu membrány. Klíčová slova: fosfatidylcholin, vápenaté ionty, sodné ionty, model elektronového kon- tinua, koncept elektrometru . Práce je anglicky 1
|
|
|
Pairing of biologically relevant ions in aqueous solutions
Baxová, Katarína ; Jungwirth, Pavel (vedoucí práce) ; Předota, Milan (oponent)
Významné artefakty vnáša do molekulovo-dynamických simulácií biologických systémov nezah'rňanie elektónovej polarizability divalentných iontov, ako napríklad Ca2+ , do silových polí. Dve novo-vyvinuté úpravy parametrov silových polí boli použité na výpočet profilov voľnej energie iontovej disociácie Ca2+ -Cl- vo vodnom prostredí na porovnanie s profilmi voľnej energie získanými pomocou ab-initio molekulovej dynamiky a z experimentálnych dát neutrónového rozptylu. Ďalej bol nasimulovaný dôkaz existencie lokálneho minima voľnej energie kon- taktného iontového páru dvojice guanidínium-guanidínium vo vodnom prostredí. Výsledné profily naznačujú celkovú preferenciu kontaktného iontového páru. Nakniec sme skúmali pasívny mechanizmus prechodu oligoarginínov cez mode- lové sytémy bunkovej membrány - lipidové vačky - metódami fluorescenčnej spek- troskopie. V rámci tohto projektu sme objavili prepojenie medzi membránovým prechodom a agregáciou a zlučovaním lipidových vačkov. 1
|
|
|
Molekulární simulace rozhraní voda - rutil
Hanke, Hynek ; Předota, Milan (vedoucí práce) ; Lísal, Martin (oponent)
Studium strukturních a zejména dynamických vlastností rozhraní vodního prostředí s grafitovým a rutilovým povrchem poukazuje na anomální chování molekul vody v blízkosti pevné fáze. Molekuly vody se zde řadí do hustotních vrstev, které vykazují výrazně jiné vlastnosti oproti homogennímu prostředí. Vyhodnocení statistických veličin, jako jsou translační i rotační difuzivita, rezidenční časy a autokorelační funkce vektorů orientace, ukazuje, že v závislosti na lokální hustotě, přítomných interakcích i geometrické struktuře povrchu může být translace a rotace molekul vlivem rozhraní nejen významně omezena, ale v některých případech i usnadněna. Námi rozvinutá metodika měření statistických rotačních veličin v blízkosti rozhraní pevná látka - kapalina překonává obtíže, které jsou s měřením dynamic kých veličin v silně nehomogenním prostředí spojeny, a to způsobem, který lze aplikovat i na další modelové systémy tohoto typu.
|
|
|
Morphology of two-component surface structures
Babjak, Viktor ; Kotrla, Miroslav (vedoucí práce) ; Předota, Milan (oponent)
V predloženej práci skúmame nekoherentný heteroepitaxný rast jednej zložky (jeden typ adsorbátu A so záporným resp. kladným misfitom voči substrátu S) a statické vlastnosti dvojzložkovej povrchovej zliatiny, tj. ternárneho systému (dva typy adsorbátu A a B so záporným a kladným misfitom v porovnaní s rozdielnym substrátom S). Používame Monte Carlo simulácie pre off-lattice model v (1+1) dimenzii s Lennard-Jonesovou interakciou. V prípade nekoherentného heteroepitaxného rastu skúmame formovanie misfit dislokácií, ich vplyv na štruktúru rastúceho filmu a vplyv prítomnosti prímesy na substráte na formovanie dislokácií. V závislosti na znamienku a veľkosti misfitu boli pozorované dva odlišné typy formovania dislokácií. Simulácie statických vlastností dvojzložkovej povrchovej zliatiny ukazujú, že morfológia je odlišná pre fázovú separáciu (formovanie domén tvorených jedným typom častíc v smere pozdĺž a v smere kolmom ku rozhraniu substrát/adsorbát) a pre režim zmiešavania. Vzniknuté štruktúry závisia na relatívnom misfite, interakcii a koncentrácii jednotlivých komponentov.
|
|
| |
|
| |
|
| |
host ::
RSS.