Конференции

64-я Всероссийская научная конференция МФТИ

Список разделов ФЭФМ - Секция молекулярного моделирования

Заседание секции посвящено докладам студентов и аспирантов, использующих в своих исследованиях методы классической и квантовой молекулярной динамики, метод Монте Карло, методы ab initio расчетов электронной структуры материалов, многомасштабные методы, основанные на атомистическом уровне описания вещества.

  • Исследование однокомпонентной системы Леннард-Джонса при низких скоростях охлаждения методами молекулярной динамики и регрессионного анализа

    Разработаны алгоритмы получения функций радиального распределения частиц в случае охлаждения системы при низких скоростях охлаждения методами регрессионного анализа.

  • Расчет пластичности сплавов в фазе твердого раствора

    В настоящей работе используется атомистическое моделирование для расчета энергий упаковки дефектов, поверхностных энергий и, в последствии, индекса пластичности случайных сплавов с ОЦК решеткой. Для воспроизведения свойств материалов мы будем использовать один из машинно-обучаемых потенциалов - Moment Tensor Potential (MTP-потенциал). Полученные с помощью MTP свойства будут сравниваться с аналогичными величинами, рассчитанными ранее с помощью других моделей межатомного взаимодействия.

  • Применение машинно-обучаемого межатомного потенциала для исследования диффузии точечных дефектов в мононитриде урана

    В данной работе для исследования диффузии точечных дефектов в мононитриде урана используется один из машинно-обучаемых потенциалов, а именно Moment Tensor Potential (MTP), который ранее успешно применялся в задачах диффузии. Полученные с помощью MTP-потенциала значения энергий образования дефектов и барьеров миграции сравниваются с аналогичными значениями. Таким образом, в настоящей работе исследуется возможность применимости MTP-потенциала к изучению диффузии в мононитриде урана.

  • Универсальность потенциалов межчастичного взаимодействия для жидких щелочных металлов

    Получен единый потенциал взаимодействия методом машинного обучения, описывающий взаимодействие щелочных металлов вблизи точки плавления. Сравнение результатов моделирования с актуальными экспериментальными данными указывают на то, что в щелочных металлах выполняется принцип соответственных состояний.

  • Расчёт термодинамических свойств сплавов с использованием мало рангового машинно-обучаемого потенциала

    В работе рассматривается методология расчёта термодинамических свойств сплавов с использованием мало рангового машинно-обучаемого потенциала в качестве потенциала межатомного взаимодействия

  • Моделирование магнитных сплавов при помощи машинно-обучаемых потенциалов

    В рамках данной работы добавляется возможность учета спинового взаимодействия атомов в малоранговый машинно-обучаемый потенциал для предсказания магнитных свойств многокомпонентных сплавов.

  • Расчет диффузии примеси в модельных многокомпонентных системах: Fe-Si и Fe-Cr-Si

    Исследована применимость квази-химической модели для расчетов примесной диффузии вместо малорангового потенциала взаимодействия для расчетов методом атомистического кинетического Монте Карло. Предложен метод расчета диффузионных скачков атомов примеси в многокомпонентных системах -- используются эффективные энергии связи, вычисляемые в методе вставки Видома.

  • Исследование функционала кинетической энергии неоднородного двумерного электронного газа

    В данной работе в рамках метода функционала плотности (density functional theory)  при помощи теории локального масштабирования был получен общий вид функционала кинетической энергии для двумерного неоднородного невзаимодействующего электронного газа, при этом были учтены и исследованы  обобщение теории Томаса-Ферми на двумерный случай и  поправка на неоднородность электронного облака.

  • Исследование динамических свойств систем из заряженных пылевых частиц в плазме в поле удерживающей электростатической ловушки

    Пылевая плазма представляет собой ионизированный газ, содержащий частицы конденсированного вещества микронных размеров. Вследствие установления потоков ионов и электронов из плазмы на поверхность пылинок, последние приобретают электрический заряд и образуют доп. компоненту плазмы. Актуальность исследований плазменно-пылевых систем обусловлена рядом уникальных свойств. Теоретическое объяснение динамических свойств лабораторных плазменно-пылевых систем является целью настоящей работы.

  • Нейросетевой подход к интерполяции обменно-корреляционного функционала

    В данной работе разработаны XC функционалы на основе нейросетей и показана их применимость к трехмерным физическим системам. Показано, что как приближение локальной плотности (LDA), так и приближение обобщенного градиента (GGA) хорошо воспроизводятся в рамках нейросетевого подхода. Разработанные функционалы показывают хорошие результаты  и и в применении к системам, на которых не происходило обучение . 

  • Молекулярно-динамический анализ влияния топологии межмолекулярных зацеплений на процесс порообразования в полимерных нанокомпозитах с углеродными нанотрубками

    В рамках классической молекулярной динамики проводится исследование структуры и свойств полимерного нанокомпозита на примере модельной системы полиэтиленовой матрицы с углеродными нанотрубками в течение одноосного деформирования. Анализируется влияние начальной топологии зацеплений полимерных макромолекул и наночастиц на процессы распутывания зацеплений и порообразования.

  • Атомистическое моделирование плавления аргона в конфайнменте графенового нанопузырька

    В данном исследовании представлены результаты для атомистической модели графенового нанопузырька, заполненного аргоном. Цель исследования - получение кривой плавления аргона в условиях конфайнмента (внутри пузырька), а также анализ структуры аргона в процессе нагрева. Моделирование проводилось методом молекулярной динамики (МД). Полученная кривая плавления подтверждает влияние конфайнмента на точку плавления. Выявлены особенности поведения аргона внутри пузырька.

  • Разработка программных средств для автоматизации расчётов вычислительного материаловедения

    В рамках данной работы разрабатываются программные средства, целью которых является автоматизация рутинных задач, с которыми исследователям приходится сталкиваться ежедневно. А именно, разрабатываются вычислительные протоколы для пакетов LAMMPS и VASP, разрабатываются высокоуровневые программные средства, нацеленные на конечные задачи, автоматизируется процесс взаимодествия исследователя с вычислительными кластерами.

  • Исследование кинетики роста сажевых частиц в рамках HACA-механизма

    В данной работе представлены результаты MD расчёта с потенциалом ReaxFF столкновений двух зарождающихся сажевых структур с молекулами ацетилена и бензола. Была получена статистика по таким столкновениям при разном относительном расположении объектов в двух температурных режимах: 500К и 2000К. Были проанализированы энергетические профили столкновений, рассчитана доля эффективных столкновений и статистика по времени столкновения, исследовано влияние локальной структуры частицы на эти параметры.

  • Неоднородный фазовый переход в однослойной системе заряженных пылевых частиц в газоразрядной плазме

    Ряд уникальных свойств пылевой плазмы, в том числе ее термодинамическая открытость и стохастический характер протекающих в ней процессов, позволяют рассматривать ее как самостоятельный объект исследования и требуют развития независимой теории фазовых переходов в плазменно-пылевых системах. В рамках данной работы рассматривается частный случай: плавление плазменно-пылевого монослоя в условиях эффективной невзаимности сил, действующих между пылевыми частицами в плазме тлеющего разряда.

  • Моделирование взаимодействия цитохрома С с кардиолипином

    Промоделировано взаимодействие цитохрома С с кардиолипином. Оценены конформационные изменения молекулы цитохрома С на моделируемом временном промежутке. Описан процесс взаимодействия цитохрома С с кардиолипином. Полученные данные могут быть использованы при разработке противоопухолевых лекарственных препаратов, основанных на запуске апоптоза.

  • Атомистическое моделирование механизма восстановления оксида графена при быстром лазерном нагреве.

    В данной работе в рамках метода молекулярной динамики с реакционным потенциалом Reax-FF исследовалось поведение оксида графена в области температур 1000-3800 К.  Особое внимание было уделено учету влияния атомов границы листа оксида графена на процесс горения. Была показано, что восстановление оксида графена и отжиг дефектов в глубине слоя происходит одновременно с процессом горения атомов углерода на краях пленки

  • Формирование пузырей ксенона в гамма-уране

    В работе исследуется временна́я зависимость концентрации пузырей, формирующихся  из отдельных атомов ксенона в решётке урана. Также рассматривается влияние точечных дефектов на процесс формирования этих пузырей.

  • Молекулярное моделирование процесса слияния нанометровых газонаполненных пузырьков

    В данной работе исследуется зависимость времени слияния нанометровых пузырьков с газом от следующих параметров: температура системы, радиусы пузырьков, расстояние между ними, концентрация газа.

  • Моделирование взаимодействий цитохрома С с липидным бислоем

    Было проведено моделирование взаимодействия белка цитохрома С (Цит с) с липидом, часто встречающимся на внутренней мембране митохондрий – тетраолеилкардиолипином. Обозначены стадии проникновения белка в липидный бислой, состоящий из молекул тетраолеилкадиолипина. Подтверждена гипотеза о формировании наносферы, а тажке описан процесс ее формирования.

  • Электрическая проводимость разогретого плотного аргона

    Исследуется разогретый плотной аргон ab initio методами в рамках теории функционала плотности. Построено уравнение состояния в области температур до 25000 K и плотностей до 12 г/см3. Рассчитаны значения электрической проводимости. Качественно, результаты схожи с предсказаниями аналитических моделей: с ростом давления (температуры) аргон плавно переходит в металлоподобное состояние. Скачков плотности и резкого роста электропроводности не обнаружено.

  • Расчет P-T фазовой диаграммы азота с помощью алгоритма T-USPEX

    Работа посвящена исследованию конденсированного состояния азота в условиях высоких давлений и температур. Поиск различных фаз азота был осуществлён с помощью эволюционного алгоритма USPEX. Для расчёта энергий стабильных структур был применён потенциал на основе машинного обучения для азота, а также метод термодинамического интегрирования.  Основной задачей является построение P-T фазовой диаграммы азота в диапазоне давлений 100-200 ГПа и температур 300-2500К.

  • Диэлектрическая постоянная воды в условиях конфайнмента

    Диэлектрические свойства воды вблизи поверхностей и раздела фаз существенно отличаются от свойств объемной воды. В работе методом молекулярной динамики моделируется вода в условиях конфайнмента и измеряется ее диэлектрическая постоянная. Использованная в работе методика моделирования может быть использована для предсказания диэлектрических свойств воды, а также других жидкостей на наномасштабах.

  • Влияния давления газа на диффузию пузырьков в металлах на примере гелия в алюминии

    В данной работе подробно исследуется влияние газа на все возможные механизмы диффузии пузырька методами классического атомистического моделирования. В качестве исследуемой системы выбраны пузырьки гелия в алюминии. 

  • Молекулярно-динамическое моделирования расплава свинца с примесями железа и кислорода

    В данной работе рассматривается раствор свинца с примесями железа и кислорода. Моделирование производится методами классической молекулярной динамики с помощью программного пакета LAMMPS.