Этот сайт посвящён программе EasyStrain.
Она вычисляет распределение упругой деформации в двумерных и трёхмерных структурах, состоящих из бесконечной матрицы и включения, отличающегося от матрицы параметром кристаллической решётки.
Такими структурами являются, например, полупроводниковые квантовые точки и квантовые проволоки.
Например, в такой структуре:
имеются встроенные механические напряжения из-за того, что постоянная решётки у арсенида индия на 6,7% больше, чем у арсенида галлия. Распределение деформации будет выглядеть примерно так:
Эти картинки были рассчитаны программой EasyStrain.
В первую очередь, для физиков - специалистов в физике полупроводников, занимающихся квантовыми точками и проволоками.
Возможно, что она пригодится и для решения задач термоупругости, в которых источником деформации служит разница температур, приводящая к неоднородному тепловому расширению системы.
В EasyStrain вычисления производятся аналитически, т. е. по готовым формулам, в отличие от других замечательных программ, использующих методы конечных элементов (например, FlexPDE) или конечных разностей (например, nextnano3). Отсюда и берутся все её достоинства (и недостатки :-( ).
Достоинства:
EasyStrain выполняет расчёт практически мгновенно и не требует большого объёма оперативной памяти.
Пользователю не надо беспокоиться о сходимости, о размерах расчётной области, о шаге сетки.
EasyStrain распространяется бесплатно, с открытым кодом.
Недостатки:
Матрица и включение должны быть упруго-изотропными.
Модули упругости обоих материалов (матрицы и включения) считаются одинаковыми.
Включение считается однородным по химическому составу (не предусмотрена возможность градиента состава).
Работа над устранением недостатков продолжается.
EasyStrain использует аналитическое решение задачи теории упругости, полученное в статье: A.V. Nenashev and A.V.Dvurechenskii, Strain distribution in quantum dot of arbitrary polyhedral shape: Analytical solution in closed form, arXiv:0707.2183. Данное решение справедливо для включения в форме произвольного многогранника в изотропной среде. Тензор деформации выражается как сумма вкладов граней и рёбер поверхности включения:
