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Kräfte und Potentiale
Ein Simulations-Modell wird im wesentlichen bestimmt durch die darin berücksichtigten Kräfte.
In der vorliegenden Simulation sind dies die kurzreichweitigen interatomaren Kräfte, welche
im einzelnen sind:
- Atomare Kräfte zwischen den (neutralen) Atomen:
Diese werden über das Potential
(Buckingham -
Potential) zwischen zwei Atomsorten definiert und zwar mittels
einer mathematischen Funktion, die sich aus einer Summe von Potenz- und Exponentialfunktionen
zusammensetzt.
- Coulomb-Kräfte bei ionischen Bindungen:
Das in dieser Simulation verwendete Kaliumbromid ist (wie z.B. NaCl) ein typischer
Vertreter dieses Bindungstyps und hat ein einfach kubisches Gitter.
- Coulomb-Kräfte, die aus der Polarisation der einzelnen Atome
resultieren (siehe hierzu auch Bild 1 unten)
Bild 1:
Polarisierbarkeit der einzelnen Atome; die Ladungen von Kern und Schale
sind gegeneinander verschiebbar. Die hierzu notwendige Kraft wird über
eine Federkonstante definiert. Wenn sich Kern und Schale durch die Kräfte
der anderen Gitteratome gegeneinander verschieben, ist die Ladungsverteilung
nicht mehr punktsymmetrisch und das Atom somit polarisiert.
Häufig befindet sich die Probe auf einem leitenden Substrat. Wird nun zwischen Probe
und Spitze ein Spannung angelegt, ergibt sich eine Polarisierung (inkl. Spiegelladung),
welche eine Kraft zwischen Spitze und Probe bewirkt. Auch diese Kraft kann mit der
Simulations-Software berücksichtigt werden, ist aber hier nicht relevant.
Weitere Details zu diesen sogenannten Image-Forces sind im
Manual zu finden.
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