CHƢƠNG II PHƢƠNG PHÁP Mễ PHỎNG
2.2. Xỏc định đặc trƣng vi cấu trỳc
2.2.4. Xỏc định Simplex
Xột bốn nguyờn tử tạo thành một tứ diện (cỏc nguyờn tử cú tõm đặt ở cỏc đỉnh của nú) và đặt R0 là bỏn kớnh quả cầu tứ diện này (CST- Cricum-sphere of tetrahedron). Quả cầu-R0 cú thể chứa một vài nguyờn tử bờn trong, nhƣng trong
luận văn này chỳng ta chỉ xột quả cầu-R0 chứa một hoặc khụng chứa nguyờn tử
nào bờn trong. Mỗi quả cầu đƣợc xỏc định nhƣ thế ngƣời ta gọi là một simplex. Khi simplex đƣợc đặt vào mụ hỡnh thỡ nú khụng giao với bất kỡ nguyờn tử nào. Lỳc đú mụ hỡnh chỉ gồm simplex và cỏc nguyờn tử. Khoảng trống bờn trong simplex cú thể chứa một vài nguyờn tử hoặc khụng chứa nguyờn tử nào. Xột những nguyờn tử cú khoảng cỏch R5 đến tõm quả cầu trũn CST thỏa món R5 < R0 - 0.1 Å, nú tƣơng ứng với nguyờn tử thứ năm. Năm nguyờn tử này tạo thành một loại simplex.
Thuật toỏn xỏc định tất cả cỏc tập hợp thống kờ cỏc simplex trong mụ hỡnh đƣợc xõy dựng nhƣ sau:
- Bƣớc 1: Xỏc định tập hợp bốn nguyờn tử trong mụ hỡnh xột và thỏa món điều kiện khoảng cỏch giữa hai nguyờn tử bất kỳ trong một tập hợp phải nhỏ hơn một giỏ trị xỏc định đƣợc chọn trƣớc.
- Bƣớc 2: Dựng quả cầu-R0 của bốn nguyờn tử đú. Nờỳ quả cầu này khụng
chứa hoặc chứa một nguyờn tử bờn trong thỡ chỳng tụi tỡm nguyờn tử (nguyờn tử thứ 5 trong simplex) cú khoảng cỏch ngắn nhất đến tõm của quả cầu-R0. do đú, số simplex tỡm thấy đƣợc ghi lại.
-Bƣớc 3: Thực hiện loại bỏ những simplex mà cú thể tớch phần lớn nằm trong những simplex cú bỏn kớnh lớn
Xột hai loại simplex: simplex loại 1 thỏa món điều kiện R5<0.10 , tức là nguyờn tử thứ năm đặt gần tõm của quả cầu R0, và simplex loại 2 là simplex đƣợc tạo thành từ 4 nguyờn tử bất kỡ. Simplex loại 1 và simplex loại 2 miờu tả những vị trớ bỏ trống và bị chiếm chỗ . Điều này tƣơng tự với nỳt trống (vcanxy) và vị trớ bị chiếm chỗ bởi nguyờn tử trong tinh thể. Do đú chỳng tụi tập trung tỡm và phõn tớch simplex loại 1 và simplex loại 2 để tỡm số lƣợng cỏc loại simplex
này đồng thời quan sỏt sự thay đổi bỏn kớnh R0 của cỏc simplex khi cú một thụng số vật lớ nào đú thay đổi (trong luận văn này thụng số đú là ỏp suất nộn).
CHƢƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Vi cấu trỳc của SiO2 rắn ở nhiệt độ 300 K đƣợc nghiờn cứu bằng phƣơng
phỏp mụ phỏng động lực học phõn tử. Mƣời một hệ SiO2 cú mật độ khỏc nhau
nằm trong khoảng từ 2,2 đến 4,029 g/cm3
đƣợc tạo ra bằng cỏch nộn từ hệ cú mật độ thấp. Cỏc đặc trƣng cấu trỳc địa phƣơng, đặc biệt là phõn bố gúc và phõn bố simplex của mụ hỡnh đƣợc quan tõm xem xột. Kết quả nghiờn cứu cho thấy mặc dự tỷ lệ của cỏc đơn vị cấu trỳc SiOx và OSy phụ thuộc mạnh vào mật độ (ỏp suất) nhƣng phõn bố gúc riờng phần trong từng đơn vị cấu trỳc SiOx , và OSiy (x=4, 5,6; y=2, 3) thỡ khụng phụ thuộc vào mật độ hay núi cỏch khỏc là khụng phụ thuộc vào ỏp suất nộn. Điều này cho phộp thiết lập mối quan hệ đơn giản giữa phõn bố gúc và phõn bố số phối trớ. Kết quả cho thấy dữ liệu mụ phỏng phự hợp tốt với dữ liờu tớnh toỏn giải tớch (tớnh toỏn từ hàm quan hệ giữa phõn bố gúc và phõn bố số phối trớ) đối với cả phõn bố gúc Si-O-Si và O-Si-O. Tớnh toỏn số lƣợng simplex và phõn bố số lƣợng simplex theo bỏn kớnh cho thấy simplex cú bốn nguyờn tử oxy chứa một nguyờn tử silic cú bỏn kớnh khụng thay đổi khi ta nộn mụ hỡnh SiO2 ở ỏp suất thấp, ở ỏp suất cao cú sự thay đổi dỏng kể bỏn kớnh simplex loại này. Ngƣợc lại simplex 7(simplex đƣợc tạo thành từ 3 nguyờn tử O và 1 nguyờn tử Si) và simplex 8 (simplex đƣợc tạo từ 4 nguyờn tử O) cú bỏn kớnh thay đổi mạnh theo ỏp suất.