ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ НА ФОНОННЫЙ СПЕКТР КРИСТАЛЛА И ВОЗМОЖНОСТЬ ВОЗБУЖДЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ МОД

10.25712/ASTU.1811-1416.2022.04.002

Авторы

  • Иван Сергеевич Луценко Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, пр. Ленина, 46, 656038, Барнаул, Россия https://orcid.org/0000-0002-4540-1217
  • Артем Владимирович Маркидонов Филиал Кузбасского государственного технического университета им. Т.Ф. Горбачева в г. Прокопьевске, ул. Ноградская, 19а, 653039, Прокопьевск, Россия https://orcid.org/0000-0002-4566-528X
  • Павел Васильевич Захаров Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, ул. Политехническая, 29, 195251, Санкт-Петербург, Россия; Алтайский государственный гуманитарно-педагогический университет им. В.М. Шукшина, ул. Владимира Короленко, 53, 659333, Бийск, Россия https://orcid.org/0000-0002-6410-1594
  • Михаил Дмитриевич Старостенков Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, пр. Ленина, 46, 656038, Барнаул, Россия https://orcid.org/0000-0002-6326-7613

Ключевые слова:

нелинейная мода, фононный спектр, молекулярная динамика, дискретный бризер, квази-бризер, моделирование, LAMMPS

Аннотация

Динамика решетки кристаллов определяется многими факторами, в том числе дефектами структуры и внешними условиями. В данной работе нами рассмотрено поведение плотности фононных состояний кристалла при различной концентрации точечных дефектов и температурах. Рассмотрен кристалл стехиометрии А3В, на примере Pt3Al, в котором возможно существования запрещенной зоны в фононном спектре кристалла. Модель представляла собой расчетную ячейку, содержащую от 103 до 105 атомов. Частицы взаимодействовали посредством многочастичного потенциала, полученного методом погруженного атома. При этом накладывались периодические граничные условия, чтобы избежать краевых и поверхностных эффектов. Далее производилось удаление нужной доли атомов Al и/или Pt с последующей релаксацией модели не менее 20 пикосекунд и нагревом до необходимой температуры. Расчет спектров кристаллов производился непосредственно с данных, полученных при расчетах, т.е. рассчитывалась частота каждого атома и весь диапазон полученных значений разбивался на 100 интервалов для определения плотности их распределения. Такой подход менее точен теоретических расчетов, однако позволяет отслеживать динамику спектра, к тому же теоретический расчет сложных конфигураций решетки с дефектами крайне затруднителены. Тем самым в работе получены качественные результаты, позволяющие оценить изменение плотности фононных состояний решетки при наличии точечных дефектов. Полученные зависимости свидетельствуют о том, что с ростом температуры и концентрации дефектов увеличивается вероятность возбуждения мод, частоты которых близки к собственным частотам дискретных бризеров в данном кристалле.

Загрузки

Опубликован

2022-12-26

Как цитировать

Луценко, И. С. ., Маркидонов, А. В. ., Захаров, П. В. ., & Старостенков, М. Д. (2022). ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ТОЧЕЧНЫХ ДЕФЕКТОВ НА ФОНОННЫЙ СПЕКТР КРИСТАЛЛА И ВОЗМОЖНОСТЬ ВОЗБУЖДЕНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ МОД: 10.25712/ASTU.1811-1416.2022.04.002. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ, 19(4), 437–444. извлечено от https://ojs.altstu.ru/index.php/fpsm/article/view/306

Выпуск

Раздел

РАЗДЕЛ 1. ФИЗИКА КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ