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Einführung
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Bild 1: Einfach kubischer Aufbau mit Spitze in (111)- und
Probe in (100)-Orientierung, hier Kaliumbromid |
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In dieser Arbeit werden atomistische Simulationen der Wechselwirkung zwischen Spitze und Probe
eines AFM (atomic force microscope) mittels
SCIFI - Software präsentiert.
Diese Software ermöglicht sowohl statische (zeitunabhängige) Simulationen, in welchen
lediglich die Summe der elektrostatischen Paarpotentiale minimiert wird, als auch
sogenannte molecular dynamics, in welchen das System durch zeitabhängige
Zustandssummen beschrieben wird (mikrokanonisches und kanonisches Ensemble).
Die einzelnen Atome haben hierbei neben der potentiellen Energie
auch eine kinetische Energie in Form von Gitterschwingungen und somit eine Temperatur.
Spitze und Probe können bezüglich Form und verwendeter Atomsorten beliebig
definiert werden. Die Spitze kann über der Probe frei bewegt werden, was sowohl vertikale
Annäherungen der Spitze an die Probe als auch horizontale "Scans" erlaubt.
In der statischen Version liefert das Programm als Output pro Relaxations-Schritt die Gesamtenergie
sowie die x -, y - und z - Kraft auf die Spitze. Bei den dynamischen Simulationen erhält man pro Schritt
zusätzlich die Gesamtenergie, aufgeteilt in kinetische und potentielle Energie sowie die Temperaturen
von Spitze und Probe. Weitere Details hierzu sind im Kapitel
Methoden
zu finden.
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