Search
prof. dr hab. inż. Jarosław Rybicki
Employment
- Head of Section at Division of Physics of Disordered Systems
- Professor at Institute of Nanotechnology and Materials Engineering
Publications
Filters
total: 58
Catalog Publications
Year 2022
-
Negative Poisson’s ratio from pentagons: A new auxetic structure combining three different auxetic mechanisms
PublicationA novel class of two-dimensional auxetic structures based on the pentagon motif is proposed. Their mechanical properties are investigated by combining molecular mechanics simulations with a simple three-parameter mechanical model which assumes perfectly elastic behavior. It is predicted that the proposed structures – termed as double re-entrant honeycomb – may possess unique mechanical characteristics, which include complete and...
-
Properties of Oxygen Vacancy and Hydrogen Interstitial Defects in Strontium Titanate: DFT + Ud,p Calculations
PublicationThis work presents extensive theoretical studies focused on the mixed ion-electron transport in cubic strontium titanate (STO). A new approach to the description of this difficult system was developed within the framework of linear-scaling Kohn–Sham density functional theory, as realized in the ONETEP program. The description we present is free of any empirical parameters and relies on the Hubbard U and Hund’s J corrections applied...
Year 2021
-
Effect of heat treatment on the diffusion intermixing and structure of the Cu thin film on Si (111) substrate: a molecular dynamics simulation study
PublicationThis work is devoted to the study of the diffusion process at the interface between copper films with a thickness of 2, 3, 4, 7 and 10 atomic monolayers and silicon substrate by molecular dynamics simulation method. For this purpose, the variation of the concentration of copper and silicon along the perpendicular direction to the interface was investigated. An analysis of the density profile along this direction made it possible...
Year 2020
-
Short-range order structure and free volume distribution in liquid bismuth: X-ray diffraction and computer simulations studies
PublicationThe structure of liquid bismuth was studied by X-ray diffraction and computer simulation methods. The contraction of the atomic structure within the first coordination sphere in the temperature interval of 575- 1225 K is reported. The temperature dependencies of the coordination numbers and of the free volume are analysed. On the basis of the temperature dependencies of the free volume, the temperature dependencies of viscosity...
-
Structure of the interlayer between Au thin film and Si-substrate: Molecular Dynamics simulations
PublicationInteraction between 2, 3, 5 and 7 atomic layers of gold and a (111) silicon surface was investigated with the molecular dynamics simulation method. The simulation of the diffusion interaction between gold and silicon in the temperature range 425-925 K has been carried out. The peculiarities of the concentration changes of the interacting components and the atomic density at the boundary...
-
Surface diffusion and cluster formation of gold on the silicon (111)
PublicationPurpose: Investigation of the gold atoms behaviour on the surface of silicon by molecular dynamics simulation method. The studies were performed for the case of one, two and four atoms, as well as incomplete and complete filling of gold atoms on the silicon surface. Design/methodology/approach: Investigations were performed by the method of molecular dynamics simulation using the Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel...
Year 2019
-
Anisotropic mechanical behavior and auxeticity of penta-graphene: Molecular statics/molecular dynamics studies
PublicationWe investigate the mechanical properties of penta-graphene (PG), a recently proposed two-dimensional carbon allotrope using atomistic simulation techniques combined with the empirical description of interatomic interactions. We report on the dependence of its three in-plane mechanical moduli (i.e. Young's modulus, Poisson's ratio and shear modulus) on the deformation direction, strain and temperature. We show that PG displays a...
-
Improvements to the two-phase sandwich method for calculating the melting points of pure metals
PublicationThe thermophysical properties of metal alloys are often investigated via molecular dynamics (MD) simulations.An exact and reliable estimation of the thermophysical parameters from the MD data requires a properly and carefullyelaborated methodology. In this paper, an improved two-phase sandwich method for the determination of the metal meltingtemperature is proposed, based on the solid-liquid equilibrium theory. The new method was...
-
In-depth characterization of icosahedral ordering in liquid copper
PublicationThe presence of icosahedral ordering in liquid copper at temperatures close to the melting point is now well-established both experimentally and through computer simulation. However, a more elaborate analysis of local icosahedral and icosahedron-like structures, together with a system for classifying such structures based on some measure of "icosahedrity", has so far been conspicuously absent in the literature. Similarly, the dynamics...
Year 2018
-
Interatomic potential suitable for the modeling of penta-graphene: Molecular statics/molecular dynamics studies
PublicationWe test the potentials available for elemental carbon, with the scope to choose the potential suitable for the modeling of penta-graphene, the latest two dimensional carbon allotrope. By using molecular statics and molecular dynamics simulations we show that there is only one potential e namely the Tersoff-type potential proposed by Erhart and Albe in 2005 e which is able to correctly describe all the important features of penta-graphene....
Year 2016
-
A highly-efficient technique for evaluating bond-orientational order parameters
PublicationWe propose a novel, highly-efficient approach for the evaluation of bond-orientational order parameters (BOPs). Our approach exploits the properties of spherical harmonics and Wigner 3jj-symbols to reduce the number of terms in the expressions for BOPs, and employs simultaneous interpolation of normalised associated Legendre polynomials and trigonometric functions to dramatically reduce the total number of arithmetic operations....
-
Central-force decomposition of spline-based modified embedded atom method potential
PublicationCentral-force decompositions are fundamental to the calculation of stress fields in atomic systems by means of Hardy stress. We derive expressions for a central-force decomposition of the spline-based modified embedded atom method (s-MEAM) potential. The expressions are subsequently simplified to a form that can be readily used in molecular-dynamics simulations, enabling the calculation of the spatial distribution of stress in...
-
Structure and properties of liquid Al–Cu alloys: Empirical potentials compared
PublicationWe report on the structure and mass transport properties of liquid Al–Cu alloys predicted by two recently-developed empirical many-body potentials: MEAM (Jelinek et al., 2012) and EAM-ADP (Apostol and Mishin, 2011), and by the well-known Gupta potential. Total and partial pair correlation functions, angular distribution functions, densities, coordination numbers and self-diffusion coefficients are compared with published experimental...
Year 2015
-
Natural architectural design
Publication.
-
Tailoring Graphene to Achieve Negative Poisson's Ratio Properties
PublicationGraphene can be made auxetic through the introduction of vacancy defects. This results in the thinnest negative Poisson's ratio material at ambient conditions known so far, an effect achieved via a nanoscale de-wrinkling mechanism that mimics the behavior at the macroscale exhibited by a crumpled sheet of paper when stretched.
Year 2014
-
Tools, Methods and Services Enhancing the Usage of the Kepler-based Scientific Workflow Framework
PublicationScientific workflow systems are designed to compose and execute either a series of computational or data manipulation steps, or workflows in a scientific application. They are usually a part of a larger eScience environment. The usage of workflow systems, however very beneficial, is mostly not irrelevant for scientists. There are many requirements for additional functionalities around scientific workflows systems that need to be...
Year 2013
-
Photoacoustic response of a common starfish tissue
PublicationW pracy przedstawiono wyniki badań widma fotoakustycznego tkanki rozgwiazdy czerwonej (Asterias Rubens). Otrzymane wyniki się zbliżone do uzyskanych wcześniej dla innych organizmów żywych Trunculariopis Trunculus i Sea Urchin. Rezultaty badań potwierdziły eksperymentalnie, że organizmy stare geologicznie absorbują promieniowanie szczególnie intensywnie w zakresie długości fal, które nie są pochłaniane przez wodę.
Year 2012
-
Mechanical Properties of Single-Walled Carbon Nanotubes with AIREBO Force-Filed
Publication -
Nanomechanical Properties of Metallic fcc Nanorods from Molecular Simulations with the Sutton-Chen Potential
Publication
Year 2011
-
Hybrid quantum-classical approach for atomistic simulation of metallic systems
PublicationThe learn-on-the-fly (LOTF) method [G. Csanyi et al., Phys. Rev. Lett. 93, 175503 (2004)] serves to seamlessly embed quantum-mechanical computations within a molecular-dynamics framework by continual local retuning of the potential's parameters so that it reproduces the quantum-mechanical forces. In its current formulation, it is suitable for systems where the interaction is short-ranged, such as covalently bonded semiconductors....
-
Structure of Small Platinum Clusters Revised
PublicationW pracy opisano wyniki obliczeń metodą DFT struktury 2-15 atomowych klastrów platyny.
Year 2010
-
Molecular dynamics simulations of ultraprecision machining of fcc monocrystals
PublicationArtykuł zawiera wyniki wielkoskalowych symulacji dynamiczno-molekularnych ultraprecyzyjnego skrawania monokryształów metali niedeformowalnym narzędziem. Zmiennymi parametrami symulacji były: szybkość i głębokość skrawania, temperatura, orientacja krystalograficzna skrawanego kryształu oraz kształt narzędzia.Analizie poddano zmiany strukturalne w obrabianym materiale.
-
Theoretical study of polymerization mechanism of p-xylylene based polymers
PublicationObliczenia kwantowe mechanizmu polimeryzacji parylenów, opartych o cząsteczki p-ksylilenów. Praca zawiera wyniki szczegółowych obliczeń wszystkich etapów polimeryzacji, wnioski dotyczące znalezionych stanów kwantowych i energetyki poszczególnych etapów procesu.
Year 2008
-
An EXAFS study of the local structure of rare-earth luminescence centres in the Ca3Ga2Ge3O12 glass
PublicationW pracy przedstawiono wyniki analizy EXAFS danych mierzonych na krawędzi L3 atomów ziem rzadkich takich jak Eu, Ho (0.7 wt.%) oraz Er (1.46 wt.%), którymi domieszkowano szkło 3CaO-Ga2O3-3GeO2. Otrzymane parametry strukturalne opisujące pierwszą powłokę koordynacyjną badanych atomów wskazują, że ich lokalne otoczenie tlenkowe jest jednakowe (niezależne od typu jonu ziemi rzadkiej) i uwzględniając strukturalny nieporządek bardzo...
-
Degradation of a nano-cutting tool: an MD simulation
PublicationW pracy przedstawiono wyniki symulacji wielokrotnego oddziaływania realistycznie ukształtowanego ostrza tnącego z modelowym, nieskończenie twardym ziarnem, przy zastosowaniu metody dynamiki molekularnej. Ostrze składało się z kilkuset tysięcy atomów metalu fcc, traktowanego za pomocą potencjału Suttona-Chena, przesuwane było ze stałą prędkością 20 m/s. Obserwowane deformacje plastyczne pojawiające się na skutek kontaktu ostrza...
-
Foreword
Publication -
In memoriam dr Marek Baran
Publication -
Photo-acoustic response of active biological systems
PublicationZbadano dwie próbki organiczne gatunku Trunculariopsis trunculus,jedną wilgotną, drugą - suchą. W obu przypadkach zaobserwowanointensywne szerokie pasma absorpcyjne w zakresie widzialnym (żółtymi poniżej 330 nm). Widma foto-akustyczne zawierają wszystkie pasma uznane za związane z aktywnością biologiczną.
-
Structure of liquid gold from tight-binding driven molecular-dynamics
PublicationPraca przedstawia wyniki symulacji ciekłego złota w nadkomórce periodycznej przy użyciu stworzonego przez autorów programu komputerowego, za pomocą połączonych metod dynamiki molekularnej (MD) i ciasnego wiązania (TB). Omówiono strukturę tak symulowanej cieczy, porównując ją z dostępnymi danymi doświadczalnymi oraz wynikami innych symulacji, pod kątem radialnej i kątowej funkcji rozkładu i elektronowej gęstości stanów.A tight-binding...
-
The structure of Al-Cu and Al-Si eutectic melts
PublicationStrukturę ciekłych stopów eutektycznych Al_{83}Cu_{17} i Al_{88}Si_{12} zbadano metodami dyfrakcyjnymi i RMC. Przeanalizowano uzyskane całkowite i cząstkowe funkcje korelacyjne i parametry strukturalne.
Year 2007
-
Brittle fracture of 100-, 110-, 111-oriented Cu crystals: MD vs. TB/MD approach
PublicationPrzeprowadzono wieloskalowe symulacje nanoindentacji miedzi nieskończenie twardym narzędziem, przy zastosowaniu metody dynamiki molekularnej, z siłami liczonymi na bieżąco w formalizmie ciasnego wiązania (TB). Przedstawiono wyniki dla trzech orientacji krystalicznych podłoża. Badano efekt dołączenia obliczeń TB na siłę normalną odczuwaną przez narzędzie i na przemieszczenia atomów podłoża, przez porównywanie z symulacją czystą...
-
Combining tight-binding and molecular dynamics methods to model the behaviour of metals in the plastic regime
PublicationOpisujemy zastosowanie metody dwuskalowej (kwantowo-klasycznej) w zastosowaniu do metali. Region energetycznie najważniejszy jest traktowany kwantowo, podczas gdy reszta układu jest traktowana klasycznie. Wprowadzamy własną implementację metody oraz przedstawiamy uzyskane wyniki dla metali.
-
Model angular distribution functions in CA3, CA4 and CA6 structural units of glassy systems
PublicationMetodą Monte Carlo wyliczono funkcje rozkładu kątów pomiędzykrawędziami w losowo deformowanych jednostkach strukturalnychCA_3, CA_4 i CA_6, gdzie C oznacza centralny kation,a A - wierzchołkowy anion. Uzyskane dane mogą być wykorzystanejako dane referencyjne do ilościowej oceny stopnia nieporządkuw materiałach symulowanych numerycznie, głównie szkłachtlenkowych. W pracy podano przykłady takiego zastosowania.
Year 2006
-
Analysis of mixing rules for the Stillinger-Weber potential: a case study of Ge-Si interactions in the liquid phase
PublicationCiekły stop Ge_{0.25}Si_{0.75} symulowano metodą dynamiki molekularnej, przy użyciu potencjału Stillingera-Webera. Badano wpływ parametryzacji członu potencjału odpowiedzialnego za oddziaływania trójciałowe w trójkach nieidentycznych atomów na strukturę symulowanego stopu. Wpływ ten okazał się być znaczący.Zmiany w parametrach rzędu kilku procent skutkowały istotnymi różnicami w parowych funkcjach rozkładu, kątowych funkcjach rozkładu...
-
Early stage of critical clusters growth in phenomenological and Molecular Dynamic simulation models
PublicationW artykule opisano wzrost klastrów krytycznych w ramach klasycznego podejścia fenomenologicznego oraz dynamiczno-molekularnego (MD). Została wyprowadzona nowa formuła opisujaca liczbę klastrów krytycznych. Sformułowano równania opisujace wczesne etapy wzrostu kropli o rozmiarach krytycznych. Opisano wyniki symulacji dynamiczno-molekularnych powstawania klastrów w jednorodnej parze przesyconej oraz podano czasowe zmiany rozkładu...
-
Influence of the rare-earth impurities on the Ga and Ge local structure in the Ca3Ga2Ge3O12 glass
PublicationW pracy przedstawione zostały wyniki analizy EXAFS realizowanejza pomocą metody GNXAS dla serii szkieł typu Ca3Ga2Ge3O12 domieszkowanych metalami ziem rzadkich (0.7 wt.% - Ce, Eu, Ho, Er; oraz 1.0 wt.% Nd). Badaniu poddano lokalne otoczenie wokół jonów Ge i Ga. Porównanie wyników z danymi strukturalnymi otrzymanymi dla szkła niedomieszkowanego wskazuje, że domieszka metali ziem rzadkich modyfikuje jedynie otoczenie jonów galu,...
-
Length distribution of fuzzy-end segments
PublicationObliczono analitycznie rozkłady gęstości prawdopodobieństwa dla długości odcinków o rozmytych końcach, tzn. takich, których końce mogą przyjmować losowe położenia, zgodnie z zadanym rozkładem prawdopodobieństwa. Rozważono przypadki jedno-, dwu- i trójwymiarowych obszarów, w których mogą znajdować się końce odcinków. Podano przykłady potencjalnych zastosowań uzyskanych wyników.
-
The structure of liquid lead: EXAFS and MD studies
PublicationPraca poświecona jest analizie widm XAFS zmierzonych na krawędzi L3dla ciekłego ołowiu. W analizie strukturalnej EXAFS zastosowano podejście GNXAS. Przetestowano kilka modeli strukturalnych, zarówno numerycznych (MD-DLE, MD-TB), jak i tych otrzymanych doświadczalnie (ND, XRD) i ostatecznie zrekonstruowano pierwszy pik w parowej funkcji rozkładu, g(r). Zweryfikowano wcześniejsze doniesienia o obserwownym za pomocą metody XAFS gwałtownym...
Year 2005
-
Deformation degree estimators for several basic structural units in numerically simulated materials
PublicationW pracy wprowadzono i zdefiniowano kilka estymatorów stopnia deformacji dla serii bazowych jednostek strukturalnych typu CA_n (C-kation, A-anion) występujących w strukturach symulowanych numerycznie. Do wyznaczenia rozkładu wartości estymatoróww funkcji stopnia deformacji kształtu zadanego wielościanu zastosowano symulacje Monte Carlo. Otrzymane rozkłady są danymi referencyjnymi, które są bardzo użyteczne przy jakościowej analizie...
-
Structure of partially reduced xPbO (1-x)SiO2 glasses: combined EXAFS and MD study
PublicationWykorzystując połączenie metody EXAFS (extended X-ray absorption finestructure) i symulacji MD (molecular dynamics) zbadano strukturęczęściowo zredukowanych szkieł ołowiowo-krzemianowych o różnejstechiometrii wyjściowej. W wyniku analizy uzyskano szczegółowyopis struktury lokalnej wokół atomów ołowiu i jej zmiany w funkcjiskładu szkła i poziomu redukcji. Określono również jaką tendencjędo aglomeracji w metaliczne klastry wykazują...
-
Structure recognition in MD-simulated materials: a case study of boroxyl rings in borate glasses
PublicationZanalizowano statystyczne właściwości geometryczne losowo deformowanej jednostki strukturalnej AC_3, gdzie trzy kationyC znajdują się w wierzchołkach trójkąta równobocznego, a anionA - w jego środku. W szczególności opisano rozkłady kątów AAA,ACA i CAA oraz dwóch estymatorów kształtu w funkcji amplitudydeformacji trójkąta. Wyniki analizy stochastycznej zastosowanodo ilościowej oceny stopnia nieuporządkowania w szkle B_2O_3,symulowanym...
-
Understanding homogenous nucleation: the recent phenomenological and molecular dynamic approaches
PublicationPraca przedstawia dwa podejścia do problemu homogenicznej nukleacji. Pierwsze jest podejściem fenomenologicznym. Nukleacja jest tu rozumiana jako wzrost kropel krytycznych, które po przejściu określonego wymiaru, warunku równowagi termodynamicznej, mają tendencje do wzrostu. W tym podejściu problem wzrostu kropel oraz problem populacji kropel jest określany poprzez parametry makroskopowe. Przedstawiono nowe rozwiązania uzyskane...
Year 2004
-
Early stage of critical clusters growth in phenomenological and Molecular Dynamic simulation models.
PublicationOpisano proces kondensacji pary wodnej w ujĘciu fenomenologicznymi dynamiczno-molekularnym. Wczesne fazy wzrostu klastra opisano w ramach klasycznej teorii Hertza-Knudsena. Obszernie przedstawiono wyniki symulacji dynamiczno-molekularnych zjawiska kondensacji pary wodnej z jednorodnej fazy gazowej (przebieg powstawania małych klastrów H2O i szybkość wzrostu klastrów ponadkrytycznych).
-
Early stages of condensation from the gaseous phase in a H2O-N2 system: a molecular dynamics study.
PublicationW pracy przedstawiono wyniki symulacji wczesnych etapów kondensacji z fazy gazowej w układzie xH2O (1-x)N2. Przeanalizowano całkowitą liczbę klastrów, średni rozmiar klastra i rozmiar klastra maksymalnego w funkcji czasu.
-
Molecular Dynamics study of short and medium range order in modified BGO glasses.
PublicationArtykuł przedstawia wyniki symulacji dynamiczno-molekularnychniemodyfikowanych i modyfikowanych szkieł BGO o różnych stechiometriach. Otrzymane wyniki dokładnie przedyskutowano pod kątem blisko- i średnio-zasięgowego uporządkowania atomów i porównano z innymi dostępnymi danymi literaturowymi.
-
The structure of porous and spontaneously densified amorphous PbSiO3: a Molecular Dynamics study.
PublicationW pracy zaproponowano nową metodę numerycznego otrzymywania strukturporowatych metodą dynamiki molekularnej. Metoda polega na rozpoczęciu symulacji z ładunkami ekranowanymi i stopniowym zwiększaniu ich do pełnych ładunków jonowych. Metodę zastosowano do układu PbSiO3.
-
The structure of rarefied and densified PbSiO3 glass: a molecular dynamics study.
PublicationArtykuł przedstawia wyniki symulacji dynamiczno-molekularnychstruktury rozrzedzonego i zagęszczonego szkła PbSiO3 (w zakresie gęstości od 3000 kg/m3 do 8000 kg/m3). Otrzymane wyniki dokładnie przedyskutowano pod kątem blisko- i średnio-zasięgowego uporządkowania atomów i porównano ze strukturą szkła PbSiO3 o normalnej gęstości (5970kg/m3) oraz ze strukturą rozrzedzonych i zagęszczonych szkieł PbGeO3.
Year 2003
-
A Comparison between MD and EXAFS extracted Structural Data for TernaryRbBr(1-x)Ix.
PublicationStrukturę trójskładnikowych soli poddano analizie za pomocą metody EXAFS i symulacji M-D. Przedyskutowano przydatność używanego w symulacjach potencjału oddziaływań międzyatomowych.
-
Cation diffusion coefficients in CuAgI via molecular dynamics simulations
PublicationPraca prezentuje wyniki analizy strukturalnej otrzymane poprzez symulacje dynamiczno-molekularne (zespół NpT, dwuciałowy potencjał Vashisty-Rahmana) superjonowego związku o składzie (1-x)Cu-xAg-I, x = 0.0, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0). Wyznaczono wartość współczynnika dyfuzji kationów i energii aktywacji w funkcji składu szkła i temperatury. Otrzymane rezultaty porównano z danymi literaturowymi.
-
Confined lead nanogranules investigated by X-ray absorption spectroscopy
Publication.
seen 3436 times