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Modelado atomístico mediante la aproximación DFTB de un sistema de dos nano-membranas de silicio acopladas
No full textSe modeló atomísticamente un sistema constituido por dos nano-membranas de silicio enfrentadas y separadas una distancia nanométrica. Se utilizó la aproximación de supercelda con condiciones de contorno periódicas. La interacción entre los átomos de silicio se modeló mediante la aproximación Density Functional Based Tight Binding (DFTB). La estructura atómica de cada nano-membrana de silicio fue construída a partir de un bloque de 2x2x2.5 unidades de celda convencional, la que previamente se optimizó (minimización de energía) con respecto a la celda y las posiciones atómicas. La estructura fue orientada para tener una cara libre Si(001) y las posiciones atómicas en ambas caras fueron optimizadas para obtener una superficie reconstruida p(2x1) de dímeros. Para modelar el sistema acoplado, dos nano-membranas Si(001) reconstruidas con espesor de 2.5 parámetros de red fueron dispuestas una frente a la otra, a distintas distancias de separación nanométrica. La interacción entre las nano-membranas fue analizada teniendo en cuenta la inclinación relativa de los dímeros asimétricos enfrentados, en el caso particular en que las filas de dímeros en ambas caras se encuentran orientadas en la misma dirección y posicionadas frente a frente. Cuatro configuraciones de enfrentamiento fueron analizadas. Dos configuraciones fueron modeladas con inclinación relativa paralela y en espejo de los dímeros respecto a un plano paralelo a las caras. A su vez, a partir de estas configuraciones, se modelaron otras dos con los dímeros en una posición relativa entrelazada en la dirección de las filas.Fil: Bea, Edgar Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin
Resolution of the Kohn-Sham equation using real space discretization with finite elements
Full text linkEn este trabajo se propone utilizar el método de elementos finitos para resolver las ecuaciones que permiten una descripción a principios de sistemas multi-electrónicos dentro del formalismo de Khon-Sham de la teoría del funcional densidad (DFT, en ingés). Sobre la base de funciones estrictamente locales en el espacio real para representar el dominio. El mismo esquema se aplica a la resolución de la ecuación de Poisson. Utilizando una regla de integración abierta, se obtiene una matriz de masa diagonal, lo que reduce el problema generalizado de autovalores a uno simple. El tratamiento numérico propuesto fue implementado como una herramienta de cálculo, cuyo desarrollo fue dirigido especialmente a un entorno de computación de alto rendimiento, obteniendo como resultado una muy buena performance.Fil: Soba, Alejandro. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Bea, Edgar Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos; ArgentinaFil: Houzeaux, Guillaume. Barcelona Supercomputing Center; Españ
Capacidad y recuperación en memorias asociativas bidireccionales (BAM) discretas
Full text linkRealizamos un estudio comparativo de la performance de tres tipos de memorias asociativas bidireccionales discretas. En el primero y segundo de ellos la forma de codificar los patrones a grabar es Hebbiana mientras que en el último se usa otra codificación. Con el objetivo de aumentar la extensión de las cuencas de atracción, se aplica un procedimiento de desaprendizaje también Hebbiano que modifica la intensidad de las conexiones entre neurodos, obteniéndose interesantes resultados. La performance es estudiada para diversos tipos de patrones (biased y no biased). Mostramos el comportamiento para varios tamaños de la red utilizada analizando también la influencia de los parámetros relevantesWe perform a comparative study on the performance of three coding schemes of discrete bidirectional associative memory (BAM). In the first and second we use Hebbian coding while in the last another coding is used. We apply an unlearning procedure which is also Hebbian, with the goal of enlarging the basins of attraction. This procedure also modifies the synapsis intensities. We study the performance for biased and not biased patterns. We also show the behavior for several network sizes, and the parameter influence is also analizedFil: Horas, Jorge Alberto. Universidad Nacional de San Luis - CONICET. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi" (IMASL). San Luis. ArgentinaFil: Bea, Edgar Alejandro. Universidad Nacional de San Luis - CONICET. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi" (IMASL). San Luis. Argentin
Capacidad y recuperación en memorias asociativas bidireccionales (BAM) discretas II
Full text linkSe analiza la performance de una red neuronal usada como memoria asociativa bidireccional (BAM) discreta en la cual las conexiones entre neurodos son modificadas también mediante un procedimiento de desaprendizajë. En particular se estudia el mejoramiento en la capacidad y recuperación de diversos tipos de patrones, obteniéndose interesantes resultados. Se muestra la influencia sobre la performance de diversas formas de aplicación del proceso de desaprendizaje. El número y distribución de estados espurios es también analizadoWe analize the performance of a discrete bidirectional associative memory (BAM) in which the synapses are also modified by means of an unlearning procedure. We study the improvements of the capacity and recovery of several types of patterns and the influence on the performance using that procedure obtain intersting results. We also analize the number and distribution of spureous statesFil: Horas, Jorge Alberto. Universidad Nacional de San Luis - CONICET. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi" (IMASL). San Luis. ArgentinaFil: Bea, Edgar Alejandro. Universidad Nacional de San Luis - CONICET. Instituto de Matemática Aplicada de San Luis "Prof. Ezio Marchi" (IMASL). San Luis. Argentin
Critical behaviour of microemulsions: Monte Carlo simulations of the Widom model
Full text linkThe critical behaviour of a lattice model for ternary mixtures of hydrophilic, hydrophobic and amphiphilic (surfactant) molecules is investigated by means of Monte Carlo simulations. A lattice model formulated by Widom as a simple approach of these mixtures is adopted taking advantage of its equivalence to a spin- 1/2 Ising model, which adds next nearest neighbors interactions on a simple cubic lattice. In this work we focus on the critical behaviour of the order-disorder phase transition of this model. A simulation strategy combining a standard Metropolis sampling and multiple histogram reweighting technique is used. The location of the phase boundary is well determined, being consistent with the 3D Ising critical temperature. In addition, a suitable finite size scaling analysis is performed to obtain critical amplitudes of magnitudes as magnetization, susceptibility and interfacial tension. The critical behaviour results compatible with the 3D Ising universality class, as expected. Likewise, critical amplitudes ratios give a reasonable agreement with the universal values obtained from different systems and methods.Fil: Bea, Edgar Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos; ArgentinaFil: Trobo, Marta L.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos; ArgentinaFil: De Virgiliis, Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológicos; Argentin
Real-space density functional theory and time dependent density functional theory using finite/infinite element methods
Full text linkWe present a numerical approach using the finite element method to discretize the equations that allow getting a first-principles description of multi-electronic systems within DFT and TD-DFT formalisms. A strictly local polynomial function basis set is used in order to represent the entire real-space domain. Infinite elements are introduced to model the infinite external boundaries in the case of Hartree's equation. The diagonal mass matrix is obtained using a close integration rule, reducing the generalized eigenvalue problem to a standard one. This framework of electronic structure calculation is embedded in a high performance computing environment with a very good parallel behavior.Fil: Soba, Alejandro. Barcelona Supercomputing Center - Centro Nacional de Supercomputacion; España. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Bea, Edgar Alejandro. Barcelona Supercomputing Center - Centro Nacional de Supercomputacion; España. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Houzeaux, Guillaume. Barcelona Supercomputing Center - Centro Nacional de Supercomputacion; EspañaFil: Calmet, Hadrien. Barcelona Supercomputing Center - Centro Nacional de Supercomputacion; EspañaFil: Cela, José María. Barcelona Supercomputing Center - Centro Nacional de Supercomputacion; Españ
Assessment, improvement and comparison of different computational tools used for the simulation of heat transport in nanostructures
No full textIn this work we compare different implementations of two interatomic potential models, one empirical Tersoff-Brenner and another semi-empirical Tight-Binding, to be used in the thermal transport study of silicon nanosystems. The calculations are based on molecular dynamics simulations. In the case of Tersoff-Brenner potential, two free software packages were used, while for Tight-Binding potential, an in-house code was developed. Both approaches require an enormous amount of computing effort, so the use of acceleration tools for adequate performance is crucial. We present a detailed study of each computational tool used: efficiency, advantages and disadvantages, as well as results of application to the calculation of thermal conductance of structured silicon nanocrystals subjected to a temperature gradient.Fil: Bea, Edgar Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes; ArgentinaFil: Mancardo Viotti, Agustin Matias. Universidad Nacional de General Sarmiento. Instituto de Ciencias; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Carusela, María Florencia. Universidad Nacional de General Sarmiento. Instituto de Ciencias; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Monastra, Alejandro Gabriel. Universidad Nacional de General Sarmiento. Instituto de Ciencias; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Soba, Alejandro. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin
Thermal conductance of structured silicon nanocrystals
Full text linkWe calculate the thermal conductance of a structured silicon nanocrystal with a hole of different sizes. The numerical study is based on non-equilibrium molecular dynamics simulations using two potential models for the interatomic interactions: (i) an empirical Tersoff-Brenner (Tersoff) potential; (ii) a semi-empirical tight binding (TB) potential. TB potential model predicts a similar thermal conductance for the nanocrystal with no hole and with a small size hole, which contrasts with the monotonic decrease predicted by Tersoff potential model. In addition, thermal conductance decreasing is higher for TB potential model when the surface-to-volume ratio increases. This points out that to study thermal properties of nanostructures with high surface-to-volume ratio is mandatory the use of potential models with high transferability to take adequately into account the relevant quantum physical effects due to boundaries and surfaces.Fil: Bea, Edgar Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes; ArgentinaFil: Carusela, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de General Sarmiento. Instituto de Ciencias; ArgentinaFil: Soba, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes; ArgentinaFil: Monastra, Alejandro Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de General Sarmiento. Instituto de Ciencias; ArgentinaFil: Mancardo Viotti, Agustin Matias. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de General Sarmiento. Instituto de Ciencias; Argentin
Simulation of heat transport in silicon nanostructures
Full text linkEn este trabajo se calcula la conductividad térmica de una nanoestructura de silicio sometida a un gradiente térmico, en una situación de no-equilibrio termodinámico. El sistema se simula a través de dinámica molecular, utilizando dos modelos para los potenciales interatómicos: i) un potencial clásico empírico Tersoff-Brenner; ii) un potencial Tight-Binding semi-empírico. Para el primer caso se recurre al software libre LAMMPS y para el segundo se desarrolla un código. En este caso se analiza en detalle la eficiencia de distintas rutinas para la diagonalización de matrices, necesaria para calcular las fuerzas interatómicas, así como la utilización de diferentes modos de paralelización. Se presenta un detallado estudio de la eficiencia del código desarrollado.We calculate the thermal conductivity of a Silicon nanostructure subject to a temperature gradient, in a non equilibrium thermodynamical state. We simulate the system by molecular dynamics using two models for the interatomic potentials: i) an empirical classical Tersoff-Brenner potential; ii) a semiempirical Tight-Binding potential. For the first case we use the free software LAMMPS and for the second we develop a code. In this last case we analyze the performance of the different routines used for diagonalizing matrices, necessary to compute the interatomic forces and we discuss the different parallelization implementations. We present a detailed study of the efficiency of the implemented code.Fil: Mancardo Viotti, Agustin Matias. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de General Sarmiento. Instituto de Ciencias; ArgentinaFil: Bea, Edgar Alejandro. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Carusela, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de General Sarmiento. Instituto de Ciencias; ArgentinaFil: Monastra, Alejandro Gabriel. Universidad Nacional de General Sarmiento. Instituto de Ciencias; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Soba, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes; Argentin
Thorium cycle models into DIONISIO code: Species, thermomechanical behaviour and fission gas release
No full textIn this work we present the main developments made to include the thorium cycle in the DIONISIO fuel code. For this, models for species evolution, thermomechanical behaviour and fission gas release development are incorporated. First of all, a simplified neutronic behaviour model was developed, which adds the capability of simulating the whole cycle at the least possible computational cost. We start from the balance of nuclides in the thorium chain, considering fresh ThO2 mixed with PuO2, which works as fissile species for the initial stages of operation. This simple model shows an acceptable performance in comparison with results from dedicated neutronic codes like CONDOR. Afterwards, the main thermal and mechanical parameters were adapted for thorium mixed oxide materials. For fission gas release, an existing model based on diffusion equations was also modified on the same way as thermomechanical parameters. Finally, results of the whole code with the included modifications were compared to some experiments over mixed fuels (Th,Pu)O2 andl (Th,U)O2.Fil: Loza Peralta, Matias Ezequiel. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Aplicaciones de la Tecnología Nuclear. Gerencia Ciclo del Combustible Nuclear; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Instituto Sabato; ArgentinaFil: González, M. E.. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Aplicaciones de la Tecnología Nuclear. Gerencia Ciclo del Combustible Nuclear; ArgentinaFil: Villarino, E.. Invap S. E.; ArgentinaFil: Bea, Edgar Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Aplicaciones de la Tecnología Nuclear. Gerencia Ciclo del Combustible Nuclear; ArgentinaFil: Soba, Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comision Nacional de Energía Atómica. Gerencia de Área de Aplicaciones de la Tecnología Nuclear. Gerencia Ciclo del Combustible Nuclear; Argentin
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