Моделирование процесса роста нанопленок методом химического осаждения из газовой фазы

Abstract

Большинство задач, которые связаны со многими аспектами развития нанотех- нологий, по своей природе существенно междисциплинарны. Одним из наиболее характерных примеров этого является проблематика применения газофазного синтеза в нанотехнологиях. По своему существу такие технологии являются реализацией процессов химического осаждения вещества из газообразного состояния, подаваемого в реакционную зону, в твердое состояние. Междисциплинарность рассматриваемых в газофазном синтезе процессов порождает серьезные трудности при их изучении. При этом в рамках радиционного физического эксперимента не удается получить хорошего результата, так как такой эксперимент: не является наглядным, не позволяет изучать зависимость конечного материала от различных физических параметров системы, занимает много времени, дорог. Поэтому естественно искать пути решения задач на базе математического моделирования, которое лежит в основе виртуального эксперимента. В основе работы - разработка и апробация технологий математического моделирования с использованием высокопроизводительных вычислений в области процессов газофазного синтеза наноразмерных структур и наноматериалов с целью изучения и обеспечения визуализации протекающих физико-химических процессов. Most of the tasks that are associated with many aspects of nanotechnology development are essentially interdisciplinary by its nature. One of the most striking example is the use of gas-phase synthesis problems in nanotechnology. In essence, these technologies are the realization of the processes of the solid state chemical deposition from gaseous substance supplied to the reaction zone. A classic experiment in the learning process has shown its weakness: not clear; does not allow to study the dependence of the final material characteristics from the different physical parameters of the system; time consuming and expensive. By these reasons experiment was replaced by a virtual experiment i.e. simulation. At the base of the work lies the development and testing of mathematical models using high-performance computing in the processes of gas-phase synthesis of nanostructures and nanomaterials in order to study and provide visualization of proceeding physical and chemical processes.