Simulace uspořádání organických molekul na površích pevné látky pomocí párových potenciálů

Student: Antoš Jakub
Vedoucí: Doc. RNDr. Pavel Kocán, Ph.D.
Stav práce: obhájená

Abstrakt:

Organické molekuly deponované na nereaktivní povrch vytvářejí samouspořádané struktury vlivem interakce různého typu. Počítačová fyzika nabízí dvě základní možnosti studia uspořádaných struktur: 1) detailní, ale velmi náročné na výpočetní čas prvoprincipielní výpočty založené na teorii funkcionálu hustoty (density functional theory, DFT) a 2) kinetické Monte Carlo (KMC) simulace, zahrnující interakce naopak v co nejjednodušší podobě. Mezi DFT a KMC simulacemi je motoda párových potenciálů – složité interakce jsou zjednodušeny na párové parametrizovatelné, komplexní rozmístění náboje je nahrazeno bodovými náboji v polohách atomů.

Cílem Bc práce bude vývoj počítačového kódu pro simulace uspořádání molekul, ověření funkčnosti modelu na známých strukturách, a následně jeho použití pro předpovězení dosud neurčených molekulárních struktur. K dispozici budou experimentální data z tunelového mikroskopu získané v naší laboratoři, předpokládána je účast studenta/tky na vybraných experimentech.

Výsledný model nalezne uplatnění v rychlém určování molekulárních struktur v širokém oblasti hybridních organických-anorganických rozhraní.

Úkoly k vypracování:

• Studium literatury – interakce organických molekul na površích pevných látek
• úpravy modelu, vývoj kódu – zahrnutí dalších potřebných interakcí a stupňů volnosti do stávajícho modelu
• testování funkčnosti modelu
• aplikace modelu na data získaná v laboratoři

Literatura:

1. I. Nezbeda, J. Kolafa, M. Kotrla, Úvod do počítačových simulací: Metody Monte Carlo a molekulární dynamiky, Karolinum 2003.
2. I. Kröger, et al., Modeling Intermolecular Interactions of Physisorbed Organic Molecules Using Pair Potential Calculations. The Journal of Chemical Physics 2011, 135 (23), 234703.
3. Články v odborných časopisech podle doporučení vedoucího práce.