Direct Wolf summation of a polarizable force field for silica

We extend the Wolf direct, pairwise r^(-1) summation method with spherical truncation to dipolar interactions in silica. The Tangney-Scandolo interatomic force field for silica takes regard of polarizable oxygen atoms whose dipole moments are determined by iteration to a self-consistent solution. With Wolf summation, the computational effort scales linearly in the system size and can easily be distributed among many processors, thus making large-scale simulations of dipoles possible. The details of the implementation are explained. The approach is validated by estimations of the error term and simulations of microstructural and thermodynamic properties of silica.Comment: See http://link.aip.org/link/?JCP/132/194109 - 8 pages, 6 figures. Changes in v3: Copyright notice added, minor typographical changes. Changes in v2: 1. Inserted Paragraph in Sec. IV B describing the limitations of the TS potential. 2. We corrected transcription errors in Tab. II, and adjusted the deviation percentages mentioned in Sec. IV B, first paragraph, accordingl

Electronic properties of silica nanowires

Thin nanowires of silicon oxide were studied by pseudopotential density functional electronic structure calculations using the generalized gradient approximation. Infinite linear and zigzag Si-O chains were investigated. A wire composed of three-dimensional periodically repeated Si4O8 units was also optimized, but this structure was found to be of limited stability. The geometry, electronic structure, and Hirshfeld charges of these silicon oxide nanowires were computed. The results show that the Si-O chain is metallic, whereas the zigzag chain and the Si4O8 nanowire are insulators

Produtividade de soja e milho após coberturas de inverno e descompactação mecânica do solo.

Resumo ? O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de coberturas de inverno e da descompactação mecânica do solo sobre o desempenho de soja e milho, em sistema de plantio direto. Foram conduzidos dois experimentos em Eldorado do Sul, RS, sobre Argissolo Vermelho compactado, nas safras 2005/2006 e 2006/2007. No primeiro, o delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com parcelas subdivididas. Os tratamentos consistiram de duas profundidades teóricas de atuação da haste sulcadora da semeadora (0,06 e 0,12 m, subparcela) e de três tipos de coberturas do solo no inverno (parcela): pousio, aveia-preta (Avena strigosa) e aveia-preta+ervilhaca (Vicia Sativa). Em 2006, a cobertura aveia-preta+ervilhaca foi substituída por nabo-forrageiro (Raphanus sativus). No segundo experimento, realizado em blocos ao acaso, o solo foi escarificado e os tratamentos consistiram do uso de aveia-preta ou nabo-forrageiro como cobertura de inverno. Os cultivos de cobertura reduziram a compactação superficial do solo (0?0,06 m) em comparação ao pousio e, na safra 2006/2007, sob condições de baixa disponibilidade hídrica, proporcionaram maior produtividade de milho e soja. Isso não se repetiu em 2006/2007, quando a disponibilidade hídrica foi adequada. O aumento da profundidade de atuação das hastes sulcadoras não influenciou a produtividade da soja e do milho. A escarificação reduziu a produtividade da soja e do milho em relação ao SPD contínuo

Demanda de tração, mobilização de solo na linha de semeadura e rendimento da soja, em plantio direto.

Resumo O objetivo deste trabalho foi avaliar a relação entre a força de tração (FT) na haste sulcadora de adubo e o volume de solo mobilizado na linha de semeadura em função da quantidade de resíduos, do tráfego de rodados de trator e da profundidade de sulcamento, e sua influência sobre a performance agronômica da soja. Os tratamentos englobaram seis doses de resíduos culturais (DR), duas profundidades de trabalho das hastes sulcadoras (PT) e duas condições de tráfego – com e sem tráfego de rodados de trator –, em blocos ao acaso e parcelas subsubdivididas. Os tratamentos foram aplicados com e sem irrigação, em Argissolo Vermelho, sob plantio direto. As diferentes PT e condições de tráfego influenciaram significativamente a FT. Independentemente da condição de irrigação, as DR não influenciaram a produtividade de grãos e a massa seca da parte aérea da soja. Sem irrigação, a produtividade da soja aumentou em 180 kg ha?1 quando a PT passou de 0,064 para 0,10 m, o que demonstra que a aplicação do fertilizante a profundidades maiores é uma prática viável para diminuir os efeitos da seca sobre a cultura. Termos para indexação: Avena strigosa, Glycine max, doses de resíduo, força de tração, semeadora de precisão

Ab initio study of reflectance anisotropy spectra of a sub-monolayer oxidized Si(100) surface

The effects of oxygen adsorption on the reflectance anisotropy spectrum (RAS) of reconstructed Si(100):O surfaces at sub-monolayer coverage (first stages of oxidation) have been studied by an ab initio DFT-LDA scheme within a plane-wave, norm-conserving pseudopotential approach. Dangling bonds and the main features of the characteristic RAS of the clean Si(100) surface are mostly preserved after oxidation of 50% of the surface dimers, with some visible changes: a small red shift of the first peak, and the appearance of a distinct spectral structure at about 1.5 eV. The electronic transitions involved in the latter have been analyzed through state-by-state and layer-by-layer decompositions of the RAS. We suggest that new interplay between present theoretical results and reflectance anisotropy spectroscopy experiments could lead to further clarification of structural and kinetic details of the Si(100) oxidation process in the sub-monolayer range.Comment: 21 pages, 8 figures. To be published in Physical Rev.

Qualidade física de um Latossolo Vermelho avaliada por meio da curva de resistência do solo à penetração.

A qualidade física do solo pode ser avaliada por meio da resistência mecânica do solo à penetração (RP) e esta pode ser descrita pela curva de RP (CRP). Objetivou quantificar a influência do tempo de ausência da mobilização do solo em sistemas de manejo sobre a CRP em um Latossolo. Foi utilizado um esquema fatorial 5x2, com quatro repetições. Os fatores manejo do solo foram: sistema de preparo convencional; sistema plantio direto (SPD) escarificado a cada ano e/ou a cada três anos; SPD contínuo por 11 e/ou 24 anos. Os fatores modelos de produção foram: rotação e sucessão de culturas. Foi determinada a CRP (RP, umidade volumétrica e densidade do solo) em três camadas de solo. Para uma mesma situação de densidade do solo a RP sempre foi maior em função do aumento do tempo sem intervenção no solo. Quanto maior o tempo do solo sob SPD, maior foi o aumento da resistência da estrutura do solo. Há necessidade de se estabelecer limites distintos de RP em função do tempo de adoção do SPD

Estado de compactação de um Latossolo Vermelho com sistemas de manejo e modelos de produção de longo prazo.

Ao longo do tempo, é muito importante, a preservação da qualidade física dos solos. Objetivou-se determinar o potencial de modelos de produção e manejos do solo em reduzir o grau de compactação do solo ao longo do tempo, determinando o período residual das intervenções mecânicas. Foi utilizado um esquema fatorial 5x2. O fator manejo do solo foi: sistema de preparo convencional; sistema plantio direto (SPD) escarificado a cada ano e/ou a cada três anos; SPD contínuo por 11 e/ou 24 anos. O fator modelo de produção foi: rotação e sucessão de culturas. Foi avaliada a densidade do solo até 0,30 m. Não foram observadas alterações no solo em função do uso dos modelos de produção. O efeito residual da escarificação do solo se restringiu ao período de dez meses na camada de 0,0-0,20 m. A escarificação periódica do solo em SPD é dispensável, independentemente do modelo de produção. O incremento do tempo de adoção do SPD de 11 para 24 anos favoreceu melhorias na qualidade física do solo

Ab initio studies of phonon softening and high pressure phase transitions of alpha-quartz SiO2

Density functional perturbation theory calculations of alpha-quartz using extended norm conserving pseudopotentials have been used to study the elastic properties and phonon dispersion relations along various high symmetry directions as a function of bulk, uniaxial and non-hydrostatic pressure. The computed equation of state, elastic constants and phonon frequencies are found to be in good agreement with available experimental data. A zone boundary (1/3, 1/3, 0) K-point phonon mode becomes soft for pressures above P=32 GPa. Around the same pressure, studies of the Born stability criteria reveal that the structure is mechanically unstable. The phonon and elastic softening are related to the high pressure phase transitions and amorphization of quartz and these studies suggest that the mean transition pressure is lowered under non-hydrostatic conditions. Application of uniaxial pressure, results in a post-quartz crystalline monoclinic C2 structural transition in the vicinity of the K-point instability. This structure, intermediate between quartz and stishovite has two-thirds of the silicon atoms in octahedral coordination while the remaining silicon atoms remain tetrahedrally coordinated. This novel monoclinic C2 polymorph of silica, which is found to be metastable under ambient conditions, is possibly one of the several competing dense forms of silica containing octahedrally coordinated silicon. The possible role of high pressure ferroelastic phases in causing pressure induced amorphization in silica are discussed.Comment: 17 pages, 8 figs., 8 Table

Kaplan-Narayanan-Neuberger lattice fermions pass a perturbative test

We test perturbatively a recent scheme for implementing chiral fermions on the lattice, proposed by Kaplan and modified by Narayanan and Neuberger, using as our testing ground the chiral Schwinger model. The scheme is found to reproduce the desired form of the effective action, whose real part is gauge invariant and whose imaginary part gives the correct anomaly in the continuum limit, once technical problems relating to the necessary infinite extent of the extra dimension are properly addressed. The indications from this study are that the Kaplan--Narayanan--Neuberger (KNN) scheme has a good chance at being a correct lattice regularization of chiral gauge theories.Comment: LaTeX 18 pages, 3 figure