Vývoj softwaru

V rámci našeho výzkumu se věnujeme vývoji různých softwarových nástojů, ve většině případů určených jen pro naši vlastní potřebu (programy pro molekulární dynamiku, metodu konečných diferencí aj.). Některé programy však postupem času přerostly do větších projektů, které je možné využít jako volně šiřitelné aplikace i dalšími uživateli.

Gwyddion

Program Gwyddion [1] bude v roce 2013 slavit deset let vývoje. Za tu dobu se z něj stal plnohodnotný multiplatformní balík nástrojů pro analýzu a vizualizaci SPM dat, který používají tisíce uživatelů po celém světě. Ačkoliv se původně mělo jednat o jednoduchý nástroj pro kvantitativní mikroskopii zaměřený na potřeby metrologických institutů, možnosti využití Gwyddionu v dnešní době jsou nepoměrně větší. Klíčovým prvkem vývoje programu je spolupráce s Davidem Nečasem (Masarykova Univerzita), který v současné době tvoří naprostou většinu kódu Gwyddionu. Naše oddělení se momentálně snaží především hledat a vyvíjet nové metody analýzy SPM dat, které by bylo možné do Gwyddionu integrovat.

Možnosti využití Gwyddionu při analýze SPM dat jsou obrovské, ty nejvýznamnější jsou shrnuty na stránkách projektu.

Screenshot programu Gwyddion

Stále poněkud opomíjenou vlastností programu Gwyddion je možnost jeho využití jako samostatných knihoven pro vizualizaci a analýzu SPM dat. V tomto režimu používáme Gwyddion například pro konstrukci ovládacího software našich mikroskopů nebo zařízení pro nanoindentaci.

Screenshot programu na ovládání zařízení pro nano/mikro indentaci

Gsvit

Program Gsvit je nově vyvíjený nástroj pro výpočty šíření elektromagnetického pole metodou konečných diferencí v čase (Finite Difference in Time Domain - FDTD). Jeho hlavní výhodou je možnost spouštět výpočty na grafických kartách, což vede k zásadnímu zrychlení průběhu simulací.

Metoda FDTD je v současnosti jedním z nejoblíbenějších přístupů pro řešení Maxwellových rovnic. Složky elektrického a magnetického pole jsou počítány postupně v čase, jedná se tedy primárně o simulaci šíření elektromagnetichého pole, nikoliv o výpočty jeho ustáleného stavu (i když i takové výsledky je možné získat). Výhodou metody je, že může být použita na téměř libovolné materiály a geometrie.

Jádrem balíku Gsvit je jednoduchý výpočetní program, spouštěný z příkazové řádky, ke kterému budou v průběhu dalších měsíců doplňována grafická rozhraní pro řešení některých konkrétních problémů. Vlastní výpočetní jádro je nicméně zcela univerzálním nástrojem, který může být využit pro jakékoliv výpočty v oboru numerické elektrodynamiky.


[1] David Nečas, Petr Klapetek, Gwyddion: an open-source software for SPM data analysis, Cent. Eur. J. Phys. 10(1) (2012) 181-188


(c) CMI 2012

Novinky

Zveme vás na Seminář o metodách blízkého pole.

Snímek měsíce


Atomární schodky na Si

Kontakt

Oddělení primární nanometrologie a technické délky
Český metrologický institut
Okružní 31, 638 00 Brno
pklapetek(at)cmi.cz