vd-config-description

maks.rb

# Описываем используемые хим. элементы и их валентность
elements
  atom H, valence: 1
  atom C, valence: 4

# Описываем используемые крист. решётки и структуры, состоящие из атомов описанных
# выше. Поверхностные структуры не могут состоять из одновалентных атомов. Конечное
# валентное состояние атомов структур задаваемых в этом разделе, определяется при
# описании уравнений реакций кинетической схемы (см. ниже).
surface
  # Задаём температуру подложки
  temperature 1050, 'K'

  # Кристаллическая решётка должна быть описана в классе Diamond, что должен лежать в
  # директории lattices/. Директория с решётками может лежать в другом месте, и тогда
  # при запуске анализа необходимо указать эту директорию через ключ --lattices=PATH.
  # Класс кристаллической решётки должен содержать правила вывода для отношей между
  # атомами. Используемая крист. решётка будет доступна ниже по заданному имени
  # (буква `d`).
  lattice :d, class: Diamond

  # Наименьшая необходимая структура для описания бОльших. Для описания структуры
  # необходимо задать её название, через которое, затем, к стрктуре можно будет
  # обратиться.
  spec :bridge
    # Состоит из трёх атомов, где у каждого атома есть псевдоним (слева) и то, какой
    # атом используется под этим псевдонимом (справа). Указывая атом, можно через знак
    # % задать принадлежность кристаллической решётке, указанной выше. Для определения
    # используемого атома можно сослаться на какую-либо структуру, и её атом, через
    # псевдоним. Структура и соответствующий псевдоним должны быть определены ранее
    # момента использования.
    atoms ct: C%d, cl: bridge(:ct), cr: bridge(:ct)
    # Связи между атомами принадлежащими одной крист. решётке должны иметь плоскость
    # и направление. Порядок атомов для которых определяется связь важен, поскольку
    # направления симметричны не во всех плоскостях.
    # Например, запись аналогичная записи ниже, но с другим порядком связываемых
    # атомов, будет выглядеть так:
    #   bond :cl, :ct, face: 110, dir: :front
    # т.е. направление связи меняется, в плоскости 110 алмаза.
    bond :ct, :cl, face: 110, dir: :cross
    bond :ct, :cr, face: 110, dir: :cross

  # Промежуточная не менее важная структура. Определяет возможность осаждения на
  # поверхность кристалла алмаза радикалов газовой фазы.
  spec :dimer
    # Каждый раз, когда мы ссылаемся на другую структуру, используя дерективу `atoms`
    # подразумевается использование новой структуры. Т.е. `dimer` использует 2 разных
    # `bridge`. Если необходимо сослаться на разные атомы одной и той же структуры,
    # то этой структуре надо дать псевдоним, через директиву `aliases` (см. ниже).
    atoms cl: bridge(:ct), cr: bridge(:ct)
    # В плоскости 100 алмаза связь не меняет своего направления, при изменении порядка
    # связываемых атомов
    bond :cl, :cr, face: 100, dir: :front

  # Метил радикал адсорбированный на димер
  spec :methyl_on_dimer
    atoms cb: dimer(:cr), cm: C
    # Когда связываются атомы, хотя бы один из которых не принадлежит крист. решётке,
    # то используемая связь не может принадлежать какой-либо плоскости кристалла
    bond :cb, :cm

  # Описанная здесь структура не должна иметь аналогов в моделирующем коде, поскольку
  # необходима только для описания прямой реакции её образования. Т.к. обратной
  # реакции, её использующей, нет, то следовательно в моделирующем коде она не нужна.
  spec :cross_bridge_on_dimers
    # Псевдонимы используются когда необходимо сослаться на атомы одной и той же
    # структуры несколько раз
    aliases mod: methyl_on_dimer
    # Через псевдоним говорим, что methyl_on_dimer - одна и та же структура
    atoms ct: mod(:cm), cl: mod(:cb), cr: dimer(:cr)
    bond :ct, :cr
    # Так же как и связи, положения между атомами могут быть использованы для описания
    # поверхностной структуры. При описании положений используются те же правила, что
    # и для связей. Положение между атомами, хотя бы один из которых не принадлежит
    # крист. решётке задано быть не может.
    position :cl, :cr, face: 100, dir: :cross

  # Структура необходимая для реакции разрушения "кривых" структур на поверхности,
  # которые могут возникать при использовании гораздо больших кинетических схем, нежели
  # описанная в этом файле.
  spec :cross_bridge_on_bridges
    atoms ct: C, cl: bridge(:ct), cr: bridge(:ct)
    bond :ct, :cl
    bond :ct, :cr
    position :cl, :cr, face: 100, dir: :cross

  # Метил радикал адсорбированный на мост (является частным случаем метила на димере)
  spec :methyl_on_bridge
    atoms cb: bridge(:ct), cm: C
    bond :cb, :cm

# В разделе событий описывается кинетическая схема: реакции и локальные окружения
# для описания реакций с латеральными взаимодействиями. В данном примере латеральной
# реакций нет.
# TODO: переименовать `events` в `scheme`
events
  # Реакция миграции атома углерода вдоль димерного ряда. Для описания реакции
  # необходимо задать её название, что будет в дальнейшем использоваться в результатах
  # анализа.
  # В данном случае описывается только прямая реакция.
  reaction 'migration along dimers row'
    # Уравнение реакции записывается с использованием структур заданных ранее.
    # Используя название структуры, круглые скобки и псевдонимы атомов, можно изменять
    # валентное состояние атомов реагирующих структур.
    # В данном случае для обозначения активной связи используется символ `*`. Для
    # обозначения того, что атом должен иметь только одну связь с атомом принадлежащим
    # кристаллической решётке, используется символ `u`.
    equation methyl_on_dimer(cm: *, cm: u) + dimer(cr: *) = cross_bridge_on_dimers

    # Определяя реакцию можно задать тепловой эффект реакции (в настоящий момент не
    # используется, но вообще интересно было бы учитывать влияние выделяемой теплоты)
    enthalpy 3.4, 'kcal/mol'
    # Энергия активации может быть задана как общим значением, так и для прямой и
    # обратной реакций рездельно. Для прямой реакции используется дирекетива
    # `forward_activation`, а для обратной `reverse_activation`.
    activation 30, 'kcal/mol'
    # Частота соударения реагирующий атомов, или предъэкспоненциальный множитель в
    # уравнении Аррениуса задаётся директивами `forward_rate` для прямой реакции, и
    # `reverse_rate` для обратной. Если использовать сразу обе директивы, то на основе
    # одной будет получено 2 разные реакции.
    forward_rate 2.4e8, '1/s'

  # Треугольник серпинского выглядит так же как структура, которая разрушается в данной
  # реакции. Реакция необходима для разрушения структур, которые могут образоваться
  # в гораздо больших кинетических схемах, например как:
  # https://github.com/newmen/versatile-diamond/blob/gen/examples/diamond_cvd.rb
  # В данном случае описывается только обратная реакция, не смотря на то, что
  # продукты и исходные вещества в уравнении реакции заданны наоборот.
  # Всё решается директивной `reverse_rate`.
  reaction 'sierpinski drop'
    equation methyl_on_bridge(cm: *, cm: u) + bridge(ct: *) = cross_bridge_on_bridges

    activation 30, 'kcal/mol'
    # Здесь определяется, что реакция только обратная
    reverse_rate 4.4e9, '1/s'