콴테몰

Quantemol

Quantemol Ltd는 2004년 Jonathan Tennyson FRS 교수와 Dr. Daniel Brown이 시작한 University College London에 본사를 두고 있다.이 회사는 처음에 전자 다원자 분자 상호작용을 모델링하는 데 사용되는 고도로 정교한 영국 분자 R-매트릭스 코드에 완전한 접근성을 제공하는 독특한 소프트웨어 도구인 Quantemol-N을 개발했다.그 이후로 Quantemol은 2013년 Quantemol-VT에서 Plasmas 및 산업용 Plasma 도구를 사용하여 다양한 Plasmas의 화학적 및 복사적 운송 특성을 나타내는 지속 가능한 데이터베이스 Quantemol-DB에서 더 많은 유형의 시뮬레이션으로 확장되었다.

콴테몰-N

Quantemol-N 소프트웨어 시스템은 영국 R-매트릭스 코드 사용을 단순화하기 위해 개발되었다.그것은 비전문가가 초기 전자 분자 산란 계산을 수행할 수 있는 인터페이스를 제공한다.Quantemol-N은 전자 분자 충돌을 위한 다양한 관측 가능성의 계산에 다음을 포함한다.

  • 탄성단면
  • 전자출입단면
  • 전자충격분해석률
  • 공명 파라미터
  • 방사상 전하 밀도 계산
  • 분열 전자 부착 단면
  • 이온화 단면
  • 차동 단면
  • 모멘텀 전달 단면
  • 진동 흥분 단면

적용 가능한 시뮬레이션

Quantemol-N은 다양한 문제를 해결할 수 있다.

  • 닫힌 껍질 분자
  • 열린 껍질 분자, 그리고 활성산소
  • 중성 및 양전하 종
  • 최대 17개 원자의 분자.(Neopentane은 미래의 더 많은 원자를 가능하게 하는 개선과 바이오 분자를 향한 빠른 움직임으로 성공적으로 시뮬레이션 되었다.)

정확도

주요 벤치마크 분자, 즉 물은 실험적으로 얻을 수 있는 것보다 더 정확한 결과를 주었다(Faure et al. 2004).

실험적으로, 큰 단면을 낮은 각도로 측정하는 데 문제가 있다; 이것은 큰 쌍극자 모멘트가 있는 모든 분자에 적용된다.콴테몰-N의 경우 시뮬레이션으로 볼 때 이것은 콴테몰-N에 문제가 되지 않는다.

관련 출판물

조나단 테니슨, 다니엘 B.브라운, 제임스 J. 먼로, 이리나 로줌, 헤말 N. 바람비아, 나탈리아 빈치
물리학 저널:콘퍼런스 시리즈 86, 012001(2007)
doi: 1742-6596/86/1/012001
라드밀로비치-라드제노비치 M. 페트로빅 Z.L.
Acta Policica Polonica A, 117 (2010), 745-747
Varambhia H. N, Faure A, Graupner K, 등.
왕립천문학회 월간고지, 403호(2010), 1409-1412
M. Radmilovich-Radjenovich, H. N. Varambhia, M. Vranic, J. Tennyson, Z.엘제이 페트로비치
퍼블리셔. 우주 비행사. Obs. 베오그라드 제84호(2008), 57-60호
Hemal N. Varambhia, James J. Munro, Jonathan Tennyson
국제질량분석학회지, 271, 1-7(2008)
헤말 N. 바람비아와 조나단 테니슨
물리학 저널 B: 원자, 분자 및 광물 물리학, 40, 1211-1223(2007)
2005년 3월 29일, 전자 주간지 해리 예이츠에 의해
2005년 3월 15일 III-Vs 검토

콴테몰-EC

Quantemol-Electron Crusion은 최신 R-매트릭스 코드(UKRMol+) 제품군을 사용하여 전자 분자 산란 단면을 계산할 수 있는 파이톤 기반 소프트웨어로 BEB(Binary Connace Bethe) 모델, BEF 스케일링, 분산 전자 부착 단면 추정 등의 다른 방법을 사용한다.2019년 출시됐으며 퀀텀몰-N과의 주요 차이점은 UKRMol 대신 UKRMol+를 사용하고 분자 대상 설정에 Molpro 소프트웨어를 활용하는 것이다.이러한 변화는 Molpro에 의해 분자 기하학적 최적화/생성 및 대칭 식별이 수행됨에 따라 계산의 정확도가 높아지고 사용성이 향상되었다.

Quantemol-EC는 전자 분자 충돌을 위한 다양한 관측 가능성의 계산에 다음을 포함한다.

  • 탄성단면
  • 전자출입단면
  • 초탄성/쿼칭/절제 단면
  • 전자 충격 분자(대상 분자의 세부 사항에 따라)
  • 산란 반응률
  • 반응 속도에 대한 Arrhenius 매개 변수
  • 공명 파라미터
  • 분산 전자 부착 추정
  • 차동 단면
  • 모멘텀 전달 단면
  • 모든 에너지에서의 전자 충격 이온화
  • 회전 단면

적용 가능한 시뮬레이션

Quantemol-N과 같은 방법으로, Quantemol-EC는 폐쇄 쉘 및 오픈 쉘 분자, 활성산소, 중성 및 양전하 종에 사용될 수 있다.

관련 출판물

공진 적합치:

전자 부착물을 계산하는 경우:

BEB(이항 만남 Bethe) 모델을 계산하는 경우:

BE-f 스케일링 계산 방법:

콴테몰-VT

Quantemol-Virtual Tool은 산업용 플라즈마 처리 도구의 시뮬레이션을 위한 전문 소프트웨어 시스템이다.Q-VT는 유명 플라즈마 물리학자 마크 쿠슈너 교수가 비정형 저압(최대 1 Torr) 플라즈마 공정 시뮬레이션을 위해 개발한 종합검증된 하이브리드 플라즈마 장비 모델(HPEM) 코드를 기반으로 구축됐다.Q-VT는 직관적인 사용자 인터페이스, 데이터 시각화 및 분석 기능, 편리한 작업/배치 관리를 포함한다.

응용 프로그램에는 다음이 포함된다.

  • 도구 설계 및 개발
  • 방전 및 웨이퍼 레벨 화학 키네틱의 모델링
  • 모델 에치/기분 균일성
  • 틸팅 효과 검사(추가 피쳐 스케일 프로필 모델과 함께 사용할 경우, 특히 Synopsys 소프트웨어와 호환)
  • 대형 웨이퍼 크기 시뮬레이션(12인치 이상)

Q-VT가 모델링할 수 있는 사항:

  • 플라스마 공구 형상 변경
  • 고급 부피 및 표면 화학 물질
  • 공정 모수 변경에 따른 주요 혈장 상태 변수의 변동
  • 웨이퍼 레벨의 이온 플럭스: 이온 에너지/각분배 기능 및 웨이퍼를 따라 모든 종의 플럭스
  • 비맥스웰 전자역학
  • 복잡한 전자기 플라즈마 상호작용(전류 코일, 영구 자석, 다주파 전원 공급, 플라즈마 회로 상호작용)

Q-VT의 이점

  • 실험적으로 검증된 시뮬레이션 시스템
  • 플라즈마 도구 모델링에 초점을 맞춘 실험적으로 검증된 시뮬레이션 시스템
  • 사용자 친화적인 도구와 유사한 인터페이스
  • 검증된 플라즈마 화학 물질 세트와 교차 섹션은 라이선스와 함께 제공된다.
  • 라이브러리 예: 수많은 챔버 포함
  • 챔버 설계 및 개조를 위한 사용이 간편한 도면 공구: 툴 시뮬레이션 설정 서비스 제공
  • 추가 모듈(분진/방사선 운송, 이온 운동학, 외부 회로 등)을 사용하여 복잡한 플라즈마 현상을 모델링할 수 있는 능력
  • 많은 수의 시뮬레이션을 관리하기 위한 다중 실행 관리 시스템
  • 스칼라 및 벡터 플라즈마 특성의 첨단 원자로 눈금 시각화
  • 실험 결과 가져오기
  • 클러스터를 통해 작업을 쉽게 배포 및 관리할 수 있는 기능

콴테몰-DB

Quantemol 데이터베이스(QDB 또는 Quantemol-DB)는 2016년 University College London에서 Quantemol Ltd가 개발한 플라스마 공정 데이터베이스다.데이터베이스는 사전 조립되고 검증된 화학 세트로 플라즈마 화학 모델링을 위한 화학 데이터를 포함하고 있으며, Quantemol 및 기여 사용자에 의해 업데이트된다.데이터베이스와 서비스를 상세히 기술한 동료 검토 기사가 2017년에 발표되었다.[1] 플라즈마 모델링에서 가장 어려운 측면 중 하나는 불충분한 화학 데이터다.QDB의 목적은 플라즈마 행동에 영향을 미치는 플라즈마 화학 세트에 대한 접근, 비교, 이해를 개선하기 위한 학계와 산업 연구 간의 협력 노력을 위한 포럼을 제공하는 것이다.

검증 접근 방식

화학 집합의 유효화를 위해 확립된 원칙은 다음과 같다.

  1. 오픈 소스(가능한 경우)로부터 실험적인 벤치마킹이 있으며, 산업 파트너(파워베이스 프로젝트 상의 협업)와 데이터베이스 기여자가 직접 제공한다.
  2. 다양한 모델에 대해 계산하여 입력 데이터의 기본 품질을 반영한다(예: 검증에 사용되는 모델에는 HPEM, Global_Kin, ChemKin이 포함된다).
  3. 데이터를 생성하는 데 사용되는 모델은 사례별로 검증된다.
  4. 수치 불확실성은 가능한 경우 검증을 위해 설정된 임계값으로 정량화한다.

이 방법론은 특히 국제원자력기구(IAEA)를 위해 제작되어 「고온 플라즈마 모델링에 가장 중요한 데이터」에 초점을 맞춘 간행물 「이론적 원자·분자 데이터의 불확실성 추정치」에 확립된 원리를 이용한 원자·분자 계산에 적용하고 있다."A+M [원자 및 분자] 공정에 대한 계산 이론의 자가 검증 지침을 개발하는 극단적 목표".

화학 집합의 직접적 검증은 여전히 불확실할 수 있지만, 이 데이터를 사용하는 모델에 의해 생산된 데이터의 검증은 종종 더 쉽게 얻을 수 있다는 것을 인식한다.

QDB 사용자는 직접 또는 이러한 화학 세트를 입력으로 사용하는 모델의 결과를 검증하여 화학 세트를 검증하도록 초대된다.데이터베이스에 제공된 화학 세트의 검증은 복잡한 시스템의 계산을 위한 불확실성 정량화의 기초에 기초한다.[2]

화학 시뮬레이션의 경우 매개변수 연구에 기초한 스케일링 법칙은 이 검증에 대한 일반적인 방법론이다.[3]더 높은 치수 시뮬레이션을 위해 종과 표면의 행동을 비교에 사용할 것이다.[4]

참조는 화학 세트를 다운로드하는 사용자를 위해 제공되며, 화학 세트와 관련된 인용문 및 실험 검증이 포함되고 출판물에 사용될 수 있다.

개별 화학반응 검증

각 반응의 속도 계수는 유사한 온도 및 압력 범위에 대해 검증된 화학 세트에 포함된다.

개별 반응에 대한 주요 검증 방법을 대체 이론적 계산/추정 및 실험 측정과 비교한다.알 수 없는 반응의 경우 다양한 계산 방법이 사용된다.

  • 전자 분자 산란 반응을 위한 콴테몰-N(R-매트릭스 방법) 계산
  • 스케일링 법칙, 수학적 추정 방법 및 필요한 데이터를 추정하기 위한 전문가 의견
  • 미지의 중입자 반응을 위한 양자 및 전이 상태 이론

API 기능

API(Application Programming Interface)는 데이터베이스를 플라즈마 모델링 소프트웨어 Quantemol-VT와 연결하기 위한 프로토콜과 도구 모음입니다.API는 플라즈마 모델링 소프트웨어의 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)에서 화학약제에 접근할 수 있을 때 소프트웨어 구성요소가 상호작용해야 하는 방법과 API를 사용한다.

지표면 프로세스

데이터베이스에는 원자산소, 원자불소, 플루오르화탄소, 사일란산소 등의 계수가 부착된 라이브러리가 있다.특정 에치와 같은 표면 메커니즘의 경우, 데이터베이스는 관련 확률과 함께 일련의 개별 반응을 제공한다.에너지 의존적 반응의 경우, 사용된 매개변수의 공식과 값이 제공된다.

다이나믹 케미스트리 앱

이 애플리케이션은 플라즈마의 공급 원료 가스와 관련하여 이미 Quantemol-DB에 있는 데이터를 수집하고 Global Model 또는 Boltzmann Solver의 다운로드 또는 실행을 위한 새로운 화학 세트와 선호하는 형식을 조합하는 데 도움이 된다.

글로벌 모델

온라인 글로벌 모델은 플라즈마에서 주어진 공정 매개변수 집합에 대한 원자로 평균 입자 밀도와 전자 온도를 계산한다.모델은 해결방정식: 중종에 대한 입자밀도균형 전하중립성 전자에너지밀도균형

출력물에는 종과 전자 온도의 부피 평균 밀도가 포함된다.동적 화학 앱을 사용하여 사전 조립 및 자가 생성 화학 세트 모두에 대해 계산을 설정할 수 있다.

자세한 설명서는 여기에서 찾을 수 있다.

볼츠만 솔버

볼츠만 솔버는 S. D. Rockwood에 기술된 형식주의, "Hg Transport Data에서 전자-Hg 산란용 탄성 및 비탄성 횡단면", 물리적 검토 A 8, 2348-2358 (1973)에 근거한 것으로, 균일하지 않은 에너지 그리드로 확장되었다.

용해제는 비 Maxwelian 분포의 방전에 적합한 선택 가스 온도에 대해 설정된 화학에서 전자 충돌에 대한 EEDF, 유효 전자 온도 및 속도 계수를 계산한다.

동적 화학 앱을 사용하여 사전 조립 및 자가 생성 화학 세트 모두에 대해 계산을 설정할 수 있다.

현재 화학 세트

N2/H2 CF4/O2 CH4/H2 AR/NF3/O2
그 O2 아르 N2
AR/H2 SiH4/NH3 Ar/O2 CF4/H2
아르/쿠 CF4 AR/NH3 SiH4/Ar/O2
SF6 SiH4 Cl2/O2/Ar 그/O2
C2H2/H2 AR/BCL3/Cl2 C4F8 CH4/NH3
N2/H2/O2/CF4 CH4/N2 HBr/CF4/CHF3/H2/Cl2O2 C2H2/NH3
SF6/CF4/O2 Ar/O2/C4F8 아르/쿠/헤 O2/H2
AR/NF3 SF6/O2 H2 SF6/CF4/N2/H2

참고 항목

참조

  1. ^ Tennyson, Jonathan; et al. (4 April 2017). "QDB: a new database of plasma chemistries and reactions". Plasma Sources Science and Technology. 26 (5): 055014. arXiv:1704.04088. doi:10.1088/1361-6595/aa6669.
  2. ^ National Research Council (2012). Assessing the Reliability of Complex Models: Mathematical and Statistical Foundations of Verification, Validation, and Uncertainty Quantification. Washington, DC: The National Academies Press. doi:10.17226/13395. ISBN 9780309256346.
  3. ^ Plasma 방전 및 재료 처리 원리, Michael A.리버만, 앨런 리히텐버그, 1994년 (존 와일리 & 선스, 2005년), ISBN 0-471-72001-1
  4. ^ 장, 다, 마크 J 쿠슈너. 쿠슈너."장비 및 피쳐 스케일 모델을 이용한 SiO2의 C2F6 플라즈마 에칭 시 표면 반응 조사." Journal of Vacuum Science and Technology-Section A-Vacuum Surfaces and Films 19.2(2001) : 524-538.

외부 링크