Methoden und Software

Unsere Forschung basiert auf Computersimulationen auf Grundlage partikelbasierter physikalischer Modelle. Je nach Problemstellung entwickeln und verwenden wir verschiedene Softwarepakete auf Hochleistungscomputern.

Projekte

Wir arbeiten derzeit an folgenden Themen:

  • Entwicklung klassischer interatomarer Potentiale für groß angelegte molekulardynamische Simulationen
  • Entwicklung von Visualisierungs- und Analysewerkzeugen für „Big Data“, die durch atomistische Computersimulationen erhalten wurden

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Von uns entwickelte Forschungssoftware

  • Open Visualisation Tool (zusammen mit der OVITO GmbH)
    OVITO
    Dieses Programm ist eine wissenschaftliche Visualisierungs- und Analysesoftware für atomistische und Partikelsimulationsdaten. Es hilft Wissenschaftlern, bessere Einblicke in Materialphänomene und physikalische Prozesse zu gewinnen. Das Programm ist für alle wichtigen Plattformen unter einer Open Source-Lizenz frei verfügbar. Es dient wachsenden Anzahl von Computersimulationsstudien als leistungsstarkes Werkzeug zur Analyse, zum Verständnis und zur Veranschaulichung von Simulationsergebnissen.
  • Software zur Entwicklung interatomare Potentiale (zusammen mit P. Erhart, Chalmers U)
    ATOMICREX
    Dieses Programm ist ein vielseitiges Werkzeug für die Konstruktion atomistischer Wechselwirkungsmodelle. Es ist in C ++ und Python geschrieben und wurde hauptsächlich für interatomare Potenzialmodelle entwickelt. Dank seiner flexiblen generischen Struktur ist sein Anwendungsbereich jedoch viel größer. Im Allgemeinen ermöglicht es die Entwicklung von Modellen, die eine bestimmte Eigenschaft als Funktion einer atomaren (oder atomartigen) Konfiguration beschreiben. Die fragliche Eigenschaft kann skalarer oder vektorieller Natur sein und könnte beispielsweise Gesamtenergien und -kräfte oder schließlich elektronische Eigenenergien darstellen.

Von uns verwendete Forschungssoftware

Unsere Publikationen zu den Themenfeldern:

Byggmästar, Jesper ; Nagel, Morten ; Albe, Karsten ; Henriksson, Krister Olof Edvin ; Nordlund, Kai Henrik (2019):
Analytical interatomic bond-order potential for simulations of oxygen defects in iron.
In: Journal of Physics: Condensed Matter, 31 (21), S. 215401(1)-215401(11). IOP Publishing, ISSN 0953-8984,
DOI: 10.1088/1361-648X/ab0931,
[Artikel]

Mock, Markus ; Albe, Karsten (2018):
Modelling of dislocation-solute interaction in ODS steels : analytic bond-order potential for the iron-yttrium system.
In: Journal of Nuclear Materials, 509, S. 102-113. Elsevier, ISSN 0022-3115,
DOI: 10.1016/j.jnucmat.2018.06.026,
[Artikel]

Los, J. H. ; Kroes, J. M. H. ; Albe, K. ; Gordillo, R. M. ; Katsnelson, M. I. ; Fasolino, A. (2017):
Extended Tersoff potential for boron nitride: Energetics and elastic properties of pristine and defective h -BN.
In: Physical Review B, 96 (18), S. 184108-(11). ISSN 2469-9950,
DOI: 10.1103/PhysRevB.96.184108,
[Artikel]

Stukowski, Alexander ; Fransson, Erik ; Mock, Markus ; Erhart, Paul (2017):
Atomicrex—a general purpose tool for the construction of atomic interaction models.
In: Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering, 25 (5), S. 055003 (1-9). ISSN 0965-0393,
[Artikel]

Ruestes, C. J. ; Stukowski, A. ; Tang, Y. ; Tramontina, D. R. ; Erhart, P. ; Remington, B. A. ; Urbassek, H. M. ; Meyers, M. A. ; Bringa, E. M. (2014):
Atomistic simulation of tantalum nanoindentation: Effects of indenter diameter, penetration velocity, and interatomic potentials on defect mechanisms and evolution.
In: Materials Science and Engineering: A, 613, S. 390-403. Elsevier Science Publishing, ISSN 09215093,
[Artikel]

Mock, Markus (2014):
Analytical Bond-Order Potential for α- and ß-Tin.
TU Darmstadt, [Masterarbeit]

Hohmann, Mareike V. ; Ágoston, Péter ; Wachau, André ; Bayer, Thorsten J. M. ; Broetz, Joachim ; Albe, Karsten ; Klein, Andreas (2011):
Orientation dependent ionization potential of In2O3: A natural source for inhomogeneous barrier formation at electrode interfaces in organic electronics.
In: Journal of Physics: Condensed Matter, 23 (33), S. 334203. IOP Publishing, ISSN 0953-8984,
[Artikel]

Albe, Karsten ; Nord, J. ; Nordlund, K. (2009):
Dynamic charge-transfer bond-order potential for gallium nitride.
In: Philos. Mag., 89 (34-36), S. 3477-3497. Taylor & Francis, [Artikel]

Mueller, Michael ; Erhart, Paul ; Albe, Karsten (2007):
Thermodynamics of L1(0) ordering in FePt nanoparticles studied by Monte Carlo simulations based on an analytic bond-order potential.
In: Phys. Rev. B, 76 (15), [Artikel]

Mueller, Michael ; Erhart, Paul ; Albe, Karsten (2007):
Analytic bond-order potential for bcc and fcc iron - comparison with established embedded-atom method potentials.
In: J. Phys.: Condens. Mater., 19 (32), S. 326220-1-326220-23. IOP Publishing, [Artikel]

Erhart, Paul ; Juslin, Niklas ; Goy, Oliver ; Nordlund, Kai ; Müller, Ralf ; Albe, Karsten (2006):
Analytic bond-order potential for atomistic simulations of zinc oxide.
In: Journal of Physics: Condensed Matter, 18 (29), S. 6585-6605. IOP Publishing, ISSN 0953-8984,
[Artikel]

Juslin, N. ; Erhart, P. ; Traskelin, P. ; Nord, J. ; Henriksson, K. O. E. ; Nordlund, K. ; Salonen, E. ; Albe, K. (2005):
Analytical interatomic potential for modeling nonequilibrium processes in the W-C-H system.
In: J. Appl. Phys., 98 (12), S. 123520-1. American Institute of Physics, ISSN 0021-8979,
[Artikel]

Erhart, P. ; Albe, K. (2005):
Analytical potential for atomistic simulations of silicon, carbon, and silicon carbide.
In: Phys. Rev. B, 71 (3), S. 035211-1. American Physical Society, [Artikel]

Nord, J. ; Albe, K. ; Erhart, P. ; Nordlund, K. (2003):
Modelling of compound semiconductors: analytical bond-order potential for gallium, nitrogen and gallium nitride.
In: J. Phys.: Condens. Matter., 15 (32), S. 5649-5662. IOP Publishing, [Artikel]

Albe, K. ; Nordlund, K. ; Nord, J. ; Kuronen, A. (2002):
Modeling of compound semiconductors: Analytical bond-order potential for Ga, As, and GaAs.
In: Phys. Rev. B, 66 (3), S. 035205-1. American Physical Society, [Artikel]

Albe, K. ; Nordlund, K. ; Averback, R. S. (2002):
Modeling the metal-semiconductor interaction: Analytical bond-order potential for platinum-carbon.
In: Phys. Rev. B, 65 (19), S. 195124-1. American Physical Society, [Artikel]

Albe, Karsten ; Benedek, R. ; Averback, R. S. ; Seidman, D. N. (2000):
Classical interatomic potential for Nb-alumina interfaces.
In: Materials Research Society: Fall Meeting 2000. - Warendale, PA: MRS, 2001.- (MRS proceedings ; 654).- S. AA4.3.2, 654, S. AA4.3.2, Warendale, PA, MRS, 2000 MRS Fall Meeting, [Konferenzveröffentlichung]

Stukowski, Alexander
Andreoni, Wanda ; Yip, Sidney (Hrsg.) (2018):
Dislocation Analysis Tool for Atomistic Simulations.
In: Handbook of Materials Modeling, S. 1-14, Springer, ISBN 978-3-319-42913-7,
DOI: 10.1007/978-3-319-42913-7,
[Buchkapitel]

Stukowski, Alexander (2016):
Visualization and Analysis Strategies for Atomistic Simulations.
245, In: Multiscale Materials Modeling for Nanomechanics, S. 317-336, Springer International Publishing, ISBN 978-3-319-33478-3,
[Buchkapitel]

Stukowski, Alexander (2014):
A triangulation-based method to identify dislocations in atomistic models.
In: Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 70, S. 314-319. Elsevier Science Publishing, ISSN 00225096,
[Artikel]

Stukowski, Alexander (2014):
Computational Analysis Methods in Atomistic Modeling of Crystals.
In: JOM, 66 (3), S. 399-407. Springer US , ISSN 1047-4838,
[Artikel]

Stukowski, Alexander ; Albe, Karsten (2010):
Extracting dislocations and non-dislocation crystal defects from atomistic simulation data.
In: Mod. Sim. Mat. Sci. Eng., 18 (8), S. 085001-13. IOP Publishing, [Artikel]

Stukowski, Alexander (2009):
Visualization and analysis of atomistic simulation data with OVITO - the Open Visualization Tool.
In: Modelling and Simulation in Materials Science and Engineering, 18 (1), S. 015012. IOP Publishing, ISSN 0965-0393, e-ISSN 1361-651X,
DOI: 10.1088/0965-0393/18/1/015012,
[Artikel]