DOI: https://doi.org/10.26089/NumMet.v18r437

Статистика кольцевых структур в неупорядоченных веществах: параллельный алгоритм для кластеров из сотен тысяч атомов

Авторы


Ключевые слова:

структура стекол и пленок
молекулярная динамика
стеклообразный диоксид кремния
статистика колец

Аннотация

Кольца, состоящие из различного числа атомов, являются основным структурным элементом во многих неупорядоченных веществах. В настоящей статье представлен параллельный алгоритм получения приближенной функции распределения колец по числу атомов, основанный на методе Монте-Карло. Алгоритм применен к кластерам диоксида кремния, содержащим до миллиона атомов. Исследована эффективность алгоритма, как функция числа используемых вычислительных ядер, вплоть до 1024.


Загрузки

Опубликован

2.11.2017

Выпуск

Раздел

Раздел 1. Вычислительные методы и приложения

Об авторах

Ф.В. Григорьев

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Ленинские горы, 119991, Москва
• ведущий научный сотрудник

В.Б. Сулимов

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Ленинские горы, 119991, Москва
• заведующий лабораторией

А.В. Тихонравов


Библиографические ссылки

  1. S. Kohara, J. Akola, H. Morita, et al., “Relationship between Topological Order and Glass Forming Ability in Densely Packed Enstatite and Forsterite Composition Glasses,” Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108 (36), 14780-14785 (2011).
  2. A. Zeidler, K. Wezka, R. F. Rowlands, et al., “High-Pressure Transformation of SiO_2 Glass from a Tetrahedral to an Octahedral Network: A Joint Approach Using Neutron Diffraction and Molecular Dynamics,” Phys. Rev. Lett. 113, 135501-1-135501-5 (2014).
  3. J. P. Rino, I. Ebbsjö, R. K. Kalia, et al., “Structure of Rings in Vitreous SiO_2,” Phys. Rev. B 47 (6), 3053-3062 (1993).
  4. X. Yuan and A. N. Cormack, “Efficient Algorithm for Primitive Ring Statistics in Topological Networks,” Comp. Mater. Sci. 24 (3), 343-360 (2002).
  5. F. V. Grigoriev, A. V. Sulimov, I. Kochikov, et al., “High-Performance Atomistic Modeling of Optical Thin Films Deposited by Energetic Processes,” Int. J. High Perf. Comp. Appl. 29} (2), 184-192 (2015).
  6. S. V. King, “Ring Configurations in a Random Network Model of Vitreous Silica,” Nature 213, 1112-1113 (1967).
  7. W. Jin, R. K. Kalia, P. Vashishta, and J. P. Rino, “Structural Transformation in Densified Silica Glass: A Molecular-Dynamics Study,” Phys. Rev. B 50 (1), 118-131 (1994).
  8. S. Nosé, “A Unified Formulation of the Constant Temperature Molecular Dynamics Methods,” J. Chem. Phys. 81 (1), 511-519 (1984).
  9. F. V. Grigoriev, A. V. Sulimov, E. V. Katkova, et al., “Full-Atomistic Nanoscale Modeling of the Ion Beam Sputtering Deposition of SiO{}_2 Thin Films,” J. Non-Cr. Sol. 448, 1-5 (2016).
  10. S. Munetoh, T. Motooka, K. Moriguchi, and A. Shintani, “Interatomic Potential for Si-O Systems Using Tersoff Parameterization,” Comp. Mater. Sci. 39 (2), 334-339 (2007).
  11. S. Le Roux and P. Jund, “Ring Statistics Analysis of Topological Networks: New Approach and Application to Amorphous GeS_2 and SiO_2 Systems,” Comp. Mater. Sci. 49 (1), 70-83 (2010).
  12. H. K. Pulker, “Film Deposition Methods,” in Optical Interference Coatings (Springer, Berlin, 2003), pp. 131-153.