Einführung

 

Bild 1: Einfach kubischer Aufbau mit Spitze in (111)- und Probe in (100)-Orientierung, hier Kaliumbromid
 
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.