Silīcija piliena uz cieta silīcija virsmas modelēšana, izmantojot molekulāro dinamiku

Abstract

Šajā darbā ir dots ieskats šķidrās un cietās fāzes modelēšanas procesos, pētot sķidrā silīcija slapināšanas leņķi uz cietās nekustīgās silīcija virsmas. Modelēšana ir veikta trijos soļos. Pirmajā solī ir modelēts silīcija piliens ar mazu sākotnējo slapināšanas leņķi, kuram ir tieksme palielināties laika gaitā līdz īstai slapināšanas leņķa vērtībai. Otrajā solī ir modelēts piliens ar lielo sākotnējo slapināšanas leņki, kuram ir tieksme samazināties, aprēķina beigās sasniedzot ''īsto'' leņķa vērtību. Trešajā solī ir izdarīts kontroles aprēķins ar to pašu pilienu slapināšanas leņķa vērtības precizēšanai. Visi trīs aprēķini ir veikti gan ar termostatu, gan arī bez termostata klātbūtnes. Darba gaitā arī tiek izpētīta silīcija piliena izmēru ietekme uz fluktuācijas procesiem šķidrajā fāzē. Slapināšanas leņķa vērtība, iegūta modelēšanas procesā, kļūdas robežās sakrīt ar literatūrā atrastajām vērtībām. Ir nepieciešami tālākie aprēķini uz šķidrās kustīgās fāzes, kuri daudz reālistiskāk atspoguļos reālus procesus kā dabā, tā arī rūpniecībā un citās nozarēs.

This work gives an insight into the liquid silicon droplet on solid silicon surface modeling processes by exploring liquid silicon wetting angle on the rigid solid silicon surface. Simulations are carried out in three steps. The first step has modeled a silicon droplet on solid silicon surface with a low initial wetting angle, which tends to increase in modeling process to the real value of the wetting angle. The second step has modeled a large droplet with initial wetting angle, which tends to decrease, and tended at the end of calculation to '' true'' value of the wetting angle. The third step make the control calculation with the same droplet to clarify the wetting angle values. All three calculations were performed with both the thermostat and without the presence of the thermostat. In work is also discovered the silicon droplet size effects on atoms fluctuations in liquid phase. Further calculations are needed for the liquid mobile phase, which are much more realistically reflect the actual processes in nature, as well as in industry.