Aufbau von Probe und Spitze
Spitze und Probe bestehen aus einem Gefüge von frei wählbaren Atomen. Jedes Atom ist durch seine
x -, y - und z - Koordinaten im Raum positioniert. Die sogenannt "gefrorenen" Atome haben eine fixe
Position im Raum, die sich bei der Relaxation nicht verändert. Die freien Atome sind im Raum beweglich
und ordnen sich bei der Relaxation so an, dass die Gesamtenergie des Systems (Summe der Paarpotentiale
aller Atome, auch der gefrorenen) minimal ist.
In den hier gemachten Simulationen bestehen sowohl Spitze als auch Probe aus Kaliumbromid (KBr). Die Probe
hat die Abmessungen 5x5x3 Moleküle resp. 10x10x6 Atome, während für die Spitze verschiedenartige
Konfigurationen verwendet wurden.
Die in diesem Aufbau verwendete Gitterkonstante beträgt 0.6528nm und der Abstand zwischen den Atomen
somit 0.3264nm (reales Kaliumbromid hat eine Gitterkonstante von 0.6598nm).
Probe
Die gefrorenen Atome der Probe bilden eine "Wanne" (siehe Bild 1). Sie verleiht der Probe Stabilität.
Diese Wanne ist gefüllt mit frei beweglichen Atomen.
Die Grösse der Probe ist nicht beschränkt, hat aber einen grossen Einfluss auf die Rechenzeit. Bei
der derzeitigen Leistungsfähigkeit eines PC kann die Grösse nicht so gross gewählt werden, dass sie ein
realistisches Verhalten zeigen würde. Eine Probe der vorliegenden Grösse würde sich aber bezüglich der vertikalen
Kräfte durchbiegen respektive bezüglich horizontaler Kräfte scheren, was beides nicht dem Verhalten einer
quasi-unendlichen Probengrösse entsprechen würde. Aus diesen Gründen sind die frei beweglichen Atome in
eine stabilisierende Wanne eingebettet.
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Bild 1: Die "gefrorenen" Atome der Probe bilden eine Wanne. Die Position dieser Atome
ist fix und ändert sich während der Simulation nicht. |
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Spitze
Wie die Probe besteht auch die Spitze sowohl aus gefrorenen wie auch aus frei beweglichen Atomen. Auch hier
geben die gefrorenen Atome der Spitze die notwendige Stabilität.
Die Spitze lässt sich relativ zur Probe in horizontaler und vertikaler Richtung frei bewegen.
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