28 октября в 18:00 на экспертной площадке Московского университета «Диалог о настоящем и будущем» под руководством ректора МГУ академика Виктора Садовничего пройдёт научный семинар «Моделирование аморфного SiO2 и его собственных дефектов методами квантовой молекулярной динамики». Мероприятие состоится в рамках спецсеминара «Спектральная теория дифференциальных операторов». Точечные дефекты в аморфном SiO2 важны в разных областях. В микроэлектронике SiO2 служит изолирующим слоем в полупроводниковых приборах, а электронные состояния дефектов в запрещённой зоне могут быть ловушками электронов и дырок, причиной токов утечки и накопления паразитного заряда. В оптических покрытиях с чередующимися слоями оксидов с низким (SiO2) и высоким показателем преломления дефекты SiO2 приводят к избыточному поглощению и снижению порога разрушения покрытия мощным лазерным излучением. В кварцевых волоконных световодах точечные дефекты определяют радиационно-оптическую устойчивость, запись Брэгговских решёток УФ лазерами, а также свойства волоконных оптических усилителей и лазеров. Представлен новый подход к моделированию аморфного SiO2 и его дефектов: аморфные состояния получаются при моделировании методами квантовой молекулярной динамики всего процесса расплавления-закалки исходного кристалла, а дефекты возникают естественным образом в процессе образования аморфных состояний. Использовался метод функционала плотности DFT, реализованный в программе VASP, с суперячейками из 200 атомов, в ансамбле NPT (число атомов N, давление P и температура T постоянны), в режиме спин-поляризованных вычислений, позволяющих наиболее адекватно описывать разрывы и переключения ковалентных связей при формировании аморфных состояний и их дефектов. Получены аморфные состояния стехиометрического, кислородно-дефицитного и кислородно-избыточного SiO2 при различных температурах стабилизации расплава. Обнаружены все известные дефекты SiO2: вакансия кислорода, двухкоординированный атом Si, немостиковые атомы кислорода, трёхкоординированные атомы кремния (E'-центры), пероксидные мостики и пероксидные радикалы, а также новые дефекты SiO2. Такой подход позволяет естественным образом получать аморфные состояния других оксидов и материалов, изучать структуру не только собственных, но и примесных дефектов аморфных состояний и моделировать границу раздела аморфных слоёв различных материалов. Моделирование проводилось с использованием вычислительных мощностей суперкомпьютера «Ломоносов-2». Докладчик — Владимир Сулимов, заведующий лабораторией Научно-исследовательского вычислительного центра МГУ. Прямая трансляция будет доступна на сайте: