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index 850014e..e529986 100644 (file)
@@ -180,14 +180,14 @@ In the latter case the time constant of the Berendsen thermostat is set to \unit
 However, in some cases  a time constant of \unit[100]{fs} turned out to result in lower barriers.
 Defect structures as well as the simulations modeling the SiC precipitation are performed in the isothermal-isobaric $NpT$ ensemble.
 
-In addition to the bond order formalism the EA potential provides a set of parameters to describe the interaction in the C/Si system, as discussed in section~\ref{subsection:interact_pot}.
-There are basically no free parameters, which could be set by the user and the properties of the potential and its parameters are well known and have been extensively tested by the authors~\cite{albe_sic_pot}.
+In addition to the bond order formalism, the EA potential provides a set of parameters to describe the interaction in the C/Si system, as discussed in section~\ref{subsection:interact_pot}.
+There are basically no free parameters, which could be set by the user, and the properties of the potential and its parameters are well known and have been extensively tested by the authors~\cite{albe_sic_pot}.
 Therefore, test calculations are restricted to the time step used in the Verlet algorithm to integrate the equations of motion.
 Nevertheless, a further and rather uncommon test is carried out to roughly estimate the capabilities of the EA potential regarding the description of 3C-SiC precipitation in c-Si.
 
 \subsection{Time step}
 
-The quality of the integration algorithm and the occupied time step is determined by the ability to conserve the total energy.
+The quality of the integration algorithm and the occupied time step of \unit[1]{fs} is determined by the ability to conserve the total energy.
 Therefor, simulations of a $9\times9\times9$ 3C-SiC unit cell containing 5832 atoms in total are carried out in the $NVE$ ensemble.
 The calculations are performed for \unit[100]{ps} corresponding to $10^5$ integration steps and two different initial temperatures are considered, i.e.\ \unit[0]{$^{\circ}$C} and \unit[1000]{$^{\circ}$C}.
 \begin{figure}[t]
@@ -200,7 +200,7 @@ The calculations are performed for \unit[100]{ps} corresponding to $10^5$ integr
 The evolution of the total energy is displayed in Fig.~\ref{fig:simulation:verlet_e}.
 Almost no shift in energy is observable for the simulation at \unit[0]{$^{\circ}$C}.
 Even for \unit[1000]{$^{\circ}$C} the shift is as small as \unit[0.04]{eV}, which is a quite acceptable error for $10^5$ integration steps.
-Thus, using a time step of \unit[100]{ps} is considered small enough.
+Thus, using a time step of \unit[1]{fs} is considered small enough.
 
 \subsection{3C-SiC precipitate in c-Si}
 \label{section:simulation:prec}
@@ -216,7 +216,7 @@ A total simulation volume $V$ consisting of 21 unit cells of c-Si in each direct
 To obtain a minimal and stable precipitate, 5500 carbon atoms are considered necessary according to experimental results as discussed in section~\ref{subsection:ibs} and~\ref{section:assumed_prec}.
 This corresponds to a spherical 3C-SiC precipitate with a radius of approximately \unit[3]{nm}.
 The initial precipitate configuration is constructed in two steps.
-In the first step the surrounding Si matrix is created.
+In the first step, the surrounding Si matrix is created.
 This is realized by just skipping the generation of Si atoms inside a sphere of radius $x$, which is the first unknown variable.
 The Si lattice constant $a_{\text{Si}}$ of the surrounding c-Si matrix is assumed to not alter dramatically and, thus, is used for the initial lattice creation.
 In a second step 3C-SiC is created inside the empty sphere of radius $x$.
@@ -247,9 +247,9 @@ y=\left(\frac{1}{2} \right)^{1/3}a_{\text{Si}}
 \text{ .}
 \label{eq:simulation:constr_sic_03}
 \end{equation}
-By this means values of \unit[2.973]{nm} and \unit[4.309]{\AA} are obtained for the initial precipitate radius and lattice constant of 3C-SiC.
+By this means, values of \unit[2.973]{nm} and \unit[4.309]{\AA} are obtained for the initial precipitate radius and lattice constant of 3C-SiC.
 Since the generation of atoms is a discrete process with regard to the size of the volume, the expected amounts of atoms are not obtained.
-However, by applying these values the final configuration varies only slightly from the expected one by five carbon and eleven silicon atoms, as can be seen in Table~\ref{table:simulation:sic_prec}.
+However, by applying these values, the final configuration varies only slightly from the expected one by five carbon and eleven silicon atoms, as can be seen in Table~\ref{table:simulation:sic_prec}.
 \begin{table}[t]
 \begin{center}
 \begin{tabular}{l c c c c}
@@ -270,9 +270,9 @@ Notation & $N^{\text{3C-SiC}}_{\text{C}}$ & $N^{\text{3C-SiC}}_{\text{Si}}$
 \end{center}
 \end{table}
 
-After the initial configuration is constructed some of the atoms located at the 3C-SiC/c-Si interface show small distances, which results in high repulsive forces acting on the atoms.
+After the initial configuration is constructed, some of the atoms located at the 3C-SiC/c-Si interface show small distances, which results in high repulsive forces acting on the atoms.
 Thus, the system is equilibrated using strong coupling to the heat bath, which is set to be \unit[20]{$^{\circ}$C}.
-Once the main part of the excess energy is carried out previous settings for the Berendsen thermostat are restored and the system is relaxed for another \unit[10]{ps}.
+Once the main part of the excess energy is carried out, previous settings for the Berendsen thermostat are restored and the system is relaxed for another \unit[10]{ps}.
 
 \begin{figure}[t]
 \begin{center}
@@ -294,7 +294,7 @@ The Si-Si and C-C peak at \unit[0.307]{nm} enables the determination of the latt
 A lattice constant of \unit[4.34]{\AA} compared to \unit[4.36]{\AA} for bulk 3C-SiC is obtained.
 This is in accordance with the peak of Si-C pairs at a distance of \unit[0.188]{nm}.
 Thus, the precipitate structure is slightly compressed compared to the bulk phase.
-This is a quite surprising result since due to the finite size of the c-Si surrounding a non-negligible impact of the precipitate on the materializing c-Si lattice constant especially near the precipitate could be assumed.
+This is a quite surprising result since due to the finite size of the c-Si surrounding, a non-negligible impact of the precipitate on the materializing c-Si lattice constant especially near the precipitate could be assumed.
 However, it seems that the size of the c-Si host matrix is chosen large enough to even find the precipitate in a compressed state.
 
 The absence of a compression of the c-Si surrounding is due to the possibility of the system to change its volume.
@@ -316,7 +316,7 @@ However, each side length and the total volume of the simulation box is increase
 Since the c-Si surrounding resides in an uncompressed state, the excess increase must be attributed to relaxation of strain with the strain resulting from either the compressed precipitate or the 3C-SiC/c-Si interface region.
 This also explains the possibly identified slight increase of the c-Si lattice constant in the surrounding as mentioned earlier.
 As the pressure is set to zero, the free energy is minimized with respect to the volume enabled by the Berendsen barostat algorithm.
-Apparently the minimized structure with respect to the volume is a configuration of a small compressively stressed precipitate and a large amount of slightly stretched c-Si in the surrounding.
+Apparently, the minimized structure with respect to the volume is a configuration of a small compressively stressed precipitate and a large amount of slightly stretched c-Si in the surrounding.
 
 To finally draw some conclusions concerning the capabilities of the potential, the 3C-SiC/c-Si interface is now addressed.
 One important size analyzing the interface is the interfacial energy.