Molekulardynamik-Simulationen zu Oberflächeneigenschaften von Siliziumdioxid-Schmelzen

Abstract

Molekulardynamik-Simulationen zu OberflächeneigenschaftenvonSiliziumdioxid-Schmelzen In der vorliegenden Arbeit werdenMolekulardynamik-Computersimulationenzur Untersuchung der statischen und dynamischenOberflächeneigenschafteneiner Siliziumdioxid (SiO$_2$)-Schmelze durchgeführt.Als Modellpotential verwenden wirein in der Literatur als BKS-Potential bezeichnetesPaarpotential.Wir betrachten in dieser Arbeit zwei Systemgeometrien: zumeinenSysteme aus 432, 1536 und 4608 Atomen ohne periodischeRandbedingungen(Tropfen), zum anderen ein System aus 1152 Atomen mitperiodischen Randbedingungen in zwei Richtungen (dünnerFilm).Für beide Geometrien finden wir im Inneren der Systemekonstante Dichten.Direktan der Oberfläche halten sich ausschließlich Sauerstoffatomeauf.Die Strukturan der Oberfläche erscheint weniger ausgeprägt mit mehrDefekten, als im Inneren des Systems.Es erweist sich,daß viele Eigenschaften statischer Größen, die wir an derOberfläche im Vergleich zum Inneren finden, aufdas Vorhandensein von Zweierringen zurückzuführen sind.Bei der Betrachtung der dynamischen Größen finden wir eineerhöhteBeweglichkeit der Atome an der Oberfläche gegenüber demSysteminneren.A analysis of the surface of a silica melt via moleculardynamics computersimulation Molecular dynamics computer simulations were used to studythe staticand dynamic properties of the surface of a silica melt.The potential used here was that proposed by van Beest etal. (BKS).We studied two different system geometries: one without anyperiodicboundary conditions (drop) and one with periodic boundaryconditionsin two dimensions (thin slab). In both cases we founda constant density inside the systems and a predominance ofoxygen atoms at the surface.There is a less pronounced structure with more defects atthe surfacecompared to the interior.Many local structural differences between atoms in theinterior andatoms near the surface are due to two-membered rings.By looking at dynamic properties we found a highermobility of the atoms at the surface