Молекули Безкоштовне повнотекстове числове дослідження ультракороткого лазерно-аблятивного синтезу металу
Типовий розподіл за розмірами наночастинок золота, приготованих 300 fs PLAL (1025 нм) із золотої мішені в деіонізованій воді при енергії імпульсу 2 Дж/см 2 .
Схематично показана обчислювальна комірка для випадку моделювання лазерно-індукованих процесів під водою в експериментальному масштабі з використанням мультипроцесорного інтерфейсу передачі повідомлень (MPI).
Функція електронної провідності обчислюється та будується на основі електронних значень температури [48]. Температура Фермі позначається вертикальною пунктирною лінією. Характерні значення електронних температур для відповідних моделювань, показані на малюнку 3, позначені червоними овалами для тривалості імпульсів 0,3 пс та 4,0. Овал “високий F” вказує на характерні значення для функції провідності при високих плавних частотах.
Наночастинки, що утворюються у водних середовищах в результаті взаємодії лазерного імпульсу 0,3 пс з товстою мішенню Au. Частинки забарвлюються та масштабуються відповідно до їх розміру в нм. Для візуального аналізу (а) тут залишені водні середовища та залишок основного матеріалу Au. Розподіл наночастинок за розмірами, опромінюючи дві фракції, як це було виявлено в експерименті. Пунктирна лінія є лише очним орієнтиром (b).
Анотація
1. Вступ
2. Результати та обговорення
2.1. Налаштування обчислювальної комірки
Взято 185 000 000 атомів з розмірами 62 × 62 × 1250 нм 3 у напрямках X, Y та Z відповідно, з товщиною 250 нм для металу та 1000 нм для шарів води з атомною роздільною здатністю. Щоб уникнути непотрібного моделювання MD у глибоких шарах золотого матеріалу, на певній глибині (> 250 нм) від поверхні, де не може відбутися фазового перетворення, ми встановили умови невідбиваючої межі (NRB). На вимогу досліджуваної фізики модель MD-TTM застосовувалася лише вище цієї межі. Динамічно поведінкові умови NRB спрямовані на поглинання хвилі тиску, спричиненої лазером, і вони прозорі для теплового потоку. Звичайна модель TTM була вирішена під NRB з урахуванням динаміки температури електронів та фононів у масштабі до 50 мкм під опроміненою поверхнею. Як аналогію, межі NRB на вершині шару води імітують нескінченно товстий шар води і розміщені на відстані 1000 нм, вище якої враховується лише механічна дія води. У кожному конкретному ядрі процесора атомістично-континуальна модель MD-TTM для металевої деталі та звичайна модель MD для водної частини вирішені в 3D-просторі (внутрішня сітка показана для одного ядра процесора, Рисунок 2).
2.2. Результати моделювання та обговорення
Te/(ATph + BTe 2) для Te до 40000 K, коли електрон-електронне зіткнення спричиняє його розпад і подібно до плазмопровідності ke
Te 5/2, коли Te знаходиться в діапазоні температури Фермі (54000 K для Au) і вище [48], як показано на малюнку 4.