Dresden 2003 – wissenschaftliches Programm

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SYSE: Simulation and experiment

SYSE 2: Poster (gemeinsam mit SYCN und CPP)

SYSE 2.24: Poster

Dienstag, 25. März 2003, 19:00–21:00, ZEU/250

Dynamische Perkolationstheorie:
Eine effiziente Methode zur Bestimmung der Ionendiffusion in polymeren Netzwerken — •Oliver Dürr¹, Wolfgang Dieterich¹ und Abraham Niztan² — ¹Fachbereich Physik, Universität Konstanz — ²School of Chemistry, Tel Aviv University

Bestimmte Kettenpolymere mit polaren Gruppen eignen sich als Lösungsmittel für Salze; die so entstehenden Polymer–Elektrolyte zeichnen sich durch eine hohe Ionenleitfähigkeit aus. Wegen der großen Zahl der Freiheitsgrade der Polymerketten im Vergleich zu den ionischen Freiheitsgraden sind Computersimulationen der Dynamik des gesamten Systems wenig effizient, wenn man primär am Ladungstransport interessiert ist. In der hier vorgeschlagenen Behandlung des Ladungstransports wird die Ionendiffusion auf ein dynamisches Perkolationsmodell abgebildet[1]. Dabei ist die Diffusionskonstante durch das mittlere Verschiebungsquadrat ⟨ r²(t)⟩₀ bei eingefrorener Unordnung und durch die Wartezeitverteilung Ψ(t) für Erneuerungsschritte in der Unordnungskonfiguration bestimmt. Wir diskutieren ein Verfahren, die Wartezeitverteilung aus der Dynamik der Polymerketten zu bestimmen[2] und zeigen für ein vereinfachtes Gitterpolymermodell, daß man auf diesen Wege bei einer um den Faktor 10 reduzierten Rechenzeit gute quantitative Übereinstimmung der Diffusionskonstanten mit den vollen Simulationen erhält.

[1] S. Druger und M.A. Ratner, Phys. Rev. B 38 (1988), 12589.

[2] O. Dürr, T. Volz, W. Dieterich, and A. Nitzan, J. Chem. Phys. 117(2002), 441.