Моделирование образования молекулярной структуры в результате теплового пробоя в аморфном углероде
Попов А.М., Гришанин А.А., Никишин Н.Г., Шумкин Г.Н.

Предложена многомасштабная модель памяти на фазовом переходе. Процесс моделируется самосогласованно на трех уровнях. На первом уровне проводятся вычисления квантовой молекулярной динамики из первых принципов c учетом пространственного распределения температуры. Временн\'ая эволюция электронной структуры моделируется на втором уровне с использованием редуцированной молекулярной динамики Эренфеста в окрестности фазового перехода второго рода. На третьем уровне вычисляется новое пространственное распределение температуры с помощью уравнения теплопроводности в сплошной среде. Вычисления показывают образование графитовой послойной молекулярной структуры из аморфного состояния под действием температурных эффектов. Эволюция электронной плотности приводит к локализации пространственной зависимости проводимости. Пространственно локализованный джоулев источник инициирует возникновение тепловой неустойчивости и таким образом поддерживает структуру. Такое поведение может объяснить возникновение S-образной формы вольт-амперной характеристики проводящей наноточки в эксперименте. Вычисления проводились на суперкомпьютере IBM Blue Gene/P, установленном на факультете ВМК МГУ.

Ключевые слова: многомасштабные квантовомеханические коды молекулярной динамики, фазовый переход в аморфном углероде, память на фазовых переходах, нанотехнологии, суперкомпьютер Blue Gene/P

Название статьи, аннотация и ключевые слова на английском языке

  • Попов А.М. – Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, факультет вычислительной математики и кибернетики, Ленинские горы, д. 1, стр. 52, 119992, Москва; профессор, e-mail: popov@cs.msu.su
  • Гришанин А.А. – Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, факультет вычислительной математики и кибернетики, Ленинские горы, д. 1, стр. 52, 119992, Москва; аспирант, e-mail: alexander1991gri@gmail.com
  • Никишин Н.Г. – Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, факультет вычислительной математики и кибернетики, Ленинские горы, д. 1, стр. 52, 119992, Москва; студент, e-mail: mail@nikishinng.ru
  • Шумкин Г.Н. – Научно-технический центр IBM в России (IBM Systems and Technology Group), ул. Обручева, 30/1, 117485, Москва; разработчик ПО, e-mail: georgiy-sh@yandex.ru