2007年2月19日
黄金是闪亮的,钻石是透明的,磁性和铁。这是为什么呢?
答案在于材料的电子结构,决定了其电气、光学和磁性。桑迪亚广泛依赖使用和控制这些属性,从保证武器可靠性从纳米材料制造设备。欧洲杯足球竞彩
预测材料的属性首先计算其电子结构将减少实验时间和可能导致研究人员发现新材料与意想不到的好处。欧洲杯足球竞彩
但是常用的模拟是不准确的,尤其是对硅等材料的强关联电子相互影响在一个距离,使简单的计算困难。欧洲杯足球竞彩
目前的一个研究小组桑迪亚国家实验室可能有一个解决方案,提供了巨大的潜力。通过内部和能源部科学办公室资助,谢尔盖Faleev和他的同事应用理论创新和新颖的算法很难使用的从1965年适合计算欧洲杯线上买球的理论方法。团队的方法可以打开门去发现问题的新阶段,创建新材料、或优化性能的化合物和合金等设备和太阳能电池。欧洲杯足球竞彩
他们的论文,“准粒子自洽GW理论”,出现在6月9日,2006年,物理评论快报的问题。GW指Lars赫定1965理论,优雅的预测为地面和激发态电子能量的材料。欧洲杯足球竞彩“G”代表绿党函数——用来获得势能和动能和“W”是屏蔽库仑相互作用,代表静电力作用于电子。“内部”是一个欧洲杯猜球平台概念,用来描述粒子相互作用的粒子的行为在一个复杂的系统。自洽意味着粒子的运动和有效的字段,确定彼此,反复被破解,越来越接近一个解决方案,直到结果停止改变。
“我们的代码没有近似除了GW本身,“Faleev说。“这是被认为是最准确的GW实现日期。”
“适用于一切元素周期表,”合著者马克·范·Schilfgaarde补充道,前Sandian现在亚利桑那州立大学。摘要报告结果的不同的材料属性不能一直预测的其他理论。欧洲杯足球竞彩32例子包括碱金属、半导体、宽的带隙绝缘体,过渡金属、过渡金属氧化物,磁绝缘体,稀土化合物。
“一切都在固体是由静电力,”van Schilfgaarde说。“你可以认为这是一个巨大的和一个天文数字般的跳舞大量的粒子,1023年,基本上是不可能解决的。欧洲杯猜球平台原始的粒子之间的相互作用是非常复杂的。欧洲杯猜球平台
“赫定取代了原始的交互与“穿衣”筛选相互作用的粒子,”van Schilfgaarde继续下去,“所以有效电荷是小得多。变得更容易处理,但方程变得更加复杂——你有无限的无限的条款。希望高阶术语很快消亡。”
GW的研究者的使用使得扩张更加迅速收敛。
“我们很有信心我们有正确的方法,”他说。他现在想让另一组独立核实这样的框架的任务。
研究人员使用分子动力学代码,VASP(包)维也纳从头开始模拟模型,例如,在高能量密度的状态方程。这些方程的数量取决于像导电性。这需要计算电子结构的详细知识——一个完美的申请Faleev的工作。研究人员希望能描述光学光谱,计算总能量,占10多个原子单位细胞——在当前速度的100倍。加速代码将促进在桑迪亚建模在其他研究领域,如模拟二氧化钛表面科学中使用,或协助研究碳纳米管可能是用于电子或光学设备。欧洲杯线上买球
“计算吸收或光学光谱是一个大问题,”Faleev说与期待。“让它更快是一个大问题。使它更准确是一个大问题。将VASP是一个巨大的问题。”Van Schilfgaarde agrees. "It's quite an accomplishment to do it at all. It takes someone who is very strong in math, and a clever programmer. We spent easily five to six man-years between us to make it work.
“如果我们能得到正确的方法,我们可以有一个理论普遍正确的任何我们想要的东西——这是非常整洁,只是需要知识的原子在哪里。”Van Schilfgaarde believes the theory's advantage would be to offer true insight into material behavior. "It's kind of like adding night-vision goggles to soldiers working in the dark," he says. "Probably in 10 years," adds Sergey, "everyone will use this."
http://www.sandia.gov