Kristālisko materiālu struktūras statiskās un termiskās nesakārtotības modelēšana ar apgriezto Monte-Karlo metodi

Abstract

Šajā darbā mēs izstrādājam jaunu skaitlisku simulāciju metodi materiālu lokālās strukturālās un termiskās nesakārtotības pētījumiem, izmantojot rentgenstaru absorbcijas spektru analīzi. Izstrādātā metode ir līdzīga tradicionālajai apgrieztajai Monte-Karlo pieejai, bet izmanto evolucionāru algoritmu piedāvātās priekšrocības, un tādēļ ir efektīvāka no skaitlisko aprēķinu viedokļa. Uzskatām, piedāvātā metode nodrošina labāku precizitāti nekā šobrīd izmantotās metodes EXAFS analīzei, sevišķi gadījumos, ja parauga lokālā struktūra ir izteikti nesakārtota. Šajā darbā izstrādātā metode ir pielietota vairāku materiālu - kristālisku Ge, HxReO3, ZnO, nanokristālisku CoWO4 un CuWO4 - pētījumiem. Atslēgas vārdi: EXAFS, materiālu struktūra, apgrieztā Monte-Karlo metode, evolucionārais algoritms

In the present thesis we develop a novel simulation-based scheme to probe the local structural and thermal disorder in crystalline materials by analyzing X-ray absorption spectra. The proposed method resembles conventional reverse Monte Carlo approach, but is more computationally efficient, as it benefits from the advantages provided by evolutionary algorithm. We believe that the proposed method improves the accuracy of currently available approaches for EXAFS analysis, especially in the case of strongly distorted local environment. The proposed approach is applied to the study of several materials such as crystalline Ge, HxReO3, ZnO and nanocrystalline CoWO4 and CuWO4. Keywords: EXAFS, material structure, reverse Monte Carlo, evolutionary algorithm