Análise de dados de EXAFS por simulações Monte Carlo reverso

• Processo: 19/13539-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2019
• Data de Término da vigência: 24 de setembro de 2020
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Gustavo de Medeiros Azevedo
• Beneficiário: Juan Gansauskas Galvez
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Nanopartículas Semicondutores Método de Monte Carlo Simulação de dinâmica molecular Espectroscopia por absorção de raios X
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cálculos ab inicio | Dinâmica Molecular | Exafs | Nanopartículas | semicondutores | Simulação Monte Carlo | Espectroscopia de Absorção de Raios X

Resumo

A Estrutura Fina de Absorção de Raios X Estendida (EXAFS) permite sondar a ordem de curto alcance em materiais cristalinos e não cristalinos com seletividade química. Na metodologia convencional de análise, parâmetros estruturais como números de coordenação, valor médio e desvio padrão das distribuições de distâncias interatômicas são obtidos por intermédio um ajuste não-linear da equação de EXAFS aos dados experimentais. Exceto no caso de estruturas cristalinas altamente simétricas, a modelagem do sinal pode ser bastante complexa. No método de Monte Carlo Reverso (RMC), a estrutura é otimizada através de várias modificações das posições atômicas, impulsionadas por um algoritmo parecido com Metropolis, em que a probabilidade de aceitação de cada movimento depende da diferença entre os sinais EXAFS medidos e calculados. Ao cabo da simulação, o estado final do sistema é uma lista de posições atômicas consistentes com os dados experimentais. Este método permite obter várias propriedades que não são diretamente obtidos a partir da análise convencional, incluindo a função de distribuição parcial (PDF) para várias esferas de coordenação, correlações de movimentos atômicos e distribuições de ângulo de ligação. Neste projeto, estudaremos amostras do sistema GeSi contendo vários graus e tipos de desordem (térmica, estrutural e química), o que inclui amostras policristalinas, nanocristalinas, amorfas e líquidas. Estruturas obtidas por Dinâmica Molecular Clássica serão utilizadas como estado inicial na análise de amostras líquidas e amorfas.