Tato práce se věnuje modelování tenké vrstvy CuZr pomocí klasické molekulární dynamiky. Interakce mezi atomy byly popsány metodou empirického potenciálu. Simulace probíhaly s využitím programu LAMMPS. Na krystalický měděný substrát přilétaly jednotlivé atomy Cu a Zr. Sledovala jsem závislost struktury tenké vrstvy na parametrech jejího vytváření. Zkoumané parametry byly energie přilétajících atomů a podíl Cu a Zr mezi přilétajícími atomy. Ukázalo se, že energie má vliv především na homogenitu. Pro vyšší energii přilétajících atomů byla vzniklá tenká vrstva homogenější, což se projevilo i na hodnotě koordinačních čísel Cu a Zr a na podílu jednotlivých vazeb (Cu-Cu, Cu-Zr, Zr-Zr). Podíl Cu a Zr mezi přilétajícími atomy měl vliv především na strukturu. Na základě simulací jsem stanovila, že vrstva CuZr má amorfní strukturu pro podíl Cu mezi přilétajícími atomy 20 - 90 %. Pro podíl 10 % Cu (tj. 90 % Zr) je vrstva krystalická. Tento závěr je v souladu s již dříve provedeným experimentem.
Annotation in English
This paper presents modeling of thin layer CuZr using classical molecular dynamics. Interactions among atoms were described with empirical potentials. The simulations were done using the LAMMPS program. Single atoms Cu and Zr were deposited on crystalline Cu substrate.
I focused on dependence of the thin layer properties on the parametres of its growth. The studied parametres were the energy of the arriving atoms and the fraction of Cu and Zr among them.
I found that energy primarily affects homogeneity. For the higher energy of the arriving atoms the resulting thin layer was more homogenous, which was also reflected on the value of the coordinate numbers Cu and Zr and on the fraction of individual bonds (Cu-Cu, Cu-Zr, Zr-Zr).
The fraction of Cu and Zr among arriving atoms had influence on the structure of the thin layer. On the basis of the simulations I determined that the CuZr layer is amorphous for the Cu fraction among arriving atoms 20 - 90 %. The layer is crystalline for fraction 10 % Cu (90 % Zr). This result is in line with an experiment that has already been carried out.
Keywords
CuZr, molekulární dynamika, empirické potenciály, LAMMPS, růst tenké vrstvy, struktura tenké vrstvy
Tato práce se věnuje modelování tenké vrstvy CuZr pomocí klasické molekulární dynamiky. Interakce mezi atomy byly popsány metodou empirického potenciálu. Simulace probíhaly s využitím programu LAMMPS. Na krystalický měděný substrát přilétaly jednotlivé atomy Cu a Zr. Sledovala jsem závislost struktury tenké vrstvy na parametrech jejího vytváření. Zkoumané parametry byly energie přilétajících atomů a podíl Cu a Zr mezi přilétajícími atomy. Ukázalo se, že energie má vliv především na homogenitu. Pro vyšší energii přilétajících atomů byla vzniklá tenká vrstva homogenější, což se projevilo i na hodnotě koordinačních čísel Cu a Zr a na podílu jednotlivých vazeb (Cu-Cu, Cu-Zr, Zr-Zr). Podíl Cu a Zr mezi přilétajícími atomy měl vliv především na strukturu. Na základě simulací jsem stanovila, že vrstva CuZr má amorfní strukturu pro podíl Cu mezi přilétajícími atomy 20 - 90 %. Pro podíl 10 % Cu (tj. 90 % Zr) je vrstva krystalická. Tento závěr je v souladu s již dříve provedeným experimentem.
Annotation in English
This paper presents modeling of thin layer CuZr using classical molecular dynamics. Interactions among atoms were described with empirical potentials. The simulations were done using the LAMMPS program. Single atoms Cu and Zr were deposited on crystalline Cu substrate.
I focused on dependence of the thin layer properties on the parametres of its growth. The studied parametres were the energy of the arriving atoms and the fraction of Cu and Zr among them.
I found that energy primarily affects homogeneity. For the higher energy of the arriving atoms the resulting thin layer was more homogenous, which was also reflected on the value of the coordinate numbers Cu and Zr and on the fraction of individual bonds (Cu-Cu, Cu-Zr, Zr-Zr).
The fraction of Cu and Zr among arriving atoms had influence on the structure of the thin layer. On the basis of the simulations I determined that the CuZr layer is amorphous for the Cu fraction among arriving atoms 20 - 90 %. The layer is crystalline for fraction 10 % Cu (90 % Zr). This result is in line with an experiment that has already been carried out.
Keywords
CuZr, molekulární dynamika, empirické potenciály, LAMMPS, růst tenké vrstvy, struktura tenké vrstvy
Prostudovat literaturu zabývající se modelováním růstu tenkých vrstev na atomární úrovni.
Zvládnout metodologii klasických výpočtů na atomární úrovni (molekulární dynamika využívající empirické potenciály).
Provést simulace růstu tenkých vrstev kovů v širokém rozsahu procesních parametrů.
Pokusit se o nalezení korelace mezi procesními parametry a strukturou rostoucích vrstev.
Research Plan
Prostudovat literaturu zabývající se modelováním růstu tenkých vrstev na atomární úrovni.
Zvládnout metodologii klasických výpočtů na atomární úrovni (molekulární dynamika využívající empirické potenciály).
Provést simulace růstu tenkých vrstev kovů v širokém rozsahu procesních parametrů.
Pokusit se o nalezení korelace mezi procesními parametry a strukturou rostoucích vrstev.
Recommended resources
Dle pokynů vedoucího bakalářské práce.
Recommended resources
Dle pokynů vedoucího bakalářské práce.
Enclosed appendices
-
Appendices bound in thesis
illustrations, graphs, tables
Taken from the library
Yes
Full text of the thesis
Thesis defence evaluation
Excellent
Appendices
Reviewer's report
Supervisor's report
Defence procedure record
Jak vypadají základní rovnice molekulární dynamiky.