ДИНАМИКА ВОЛНОВЫХ ПРОЦЕССОВ В СЛОЕ ФОСФОРЕНЕ ПРИ НЕПРЕРЫВНОМ СЖАТИИ: 10.25712/ASTU.1811-1416.2024.01.006

Игорь Александрович  Шепелев; Иван Дмитриевич  Колесников; Сергей Владимирович Дмитриев

Авторы

Игорь Александрович Шепелев Альметьевский государственный нефтяной институт, ул. Ленина, 2, Альметьевск, 423462, Россия; Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, ул. Астраханская, 83, Саратов, 410012, Россия https://orcid.org/0000-0002-7240-9150
Иван Дмитриевич Колесников Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, ул. Астраханская, 83, Саратов, 410012, Россия
Сергей Владимирович Дмитриев Институт физики молекул и кристаллов УФИЦ РАН, пр. Октября, 71, Уфа, 450054, Россия https://orcid.org/0000-0002-6744-4445

Ключевые слова:

акустические волны, двумерные материалы, фосфорен, непрерывное сжатие, молекулярная динамика

Аннотация

В рамках данного исследования проведен детальный анализ волновых процессов в двумерной структуре черного фосфорена под воздействием непрерывного продольного сжатия. Это сжатие осуществлялось строго в двух кристаллографических ориентациях фосфорена – либо в направлении "зигзаг", либо в направлении "кресла". Сложная атомная геометрия фосфорена, значительно отличающаяся от структуры графена, вносит дополнительные особенности в динамику распространения волн, возникающих в материале в результате сжатия. Для моделирования динамических явлений были применены методы молекулярной динамики. Процесс возбуждения акустических и ударных волн был инициирован с помощью сжимающего поршня, движущегося с постоянной заданной скоростью. В ходе исследования был проведен детальный анализ распространения волнового фронта на атомном уровне. В рамках этого анализа были изучены колебания атомов, проходящих через волны, и изменения энергетических параметров атомов и волны в зависимости от скорости движения поршня. Полученные результаты вносят вклад в понимание нелинейных волновых процессов в двумерных материалах и расширяют представления о поведении волн в сложных геометрических кристаллических структурах. Это исследование помогает получить более глубокое понимание механизмов распространения и эволюции ударных и акустических волн в таких материалах, как фосфорен, и имеет важное значение для разработки новых наноматериалов и технологий. Полученные результаты расширяют наше понимание динамики материалов на атомном уровне и могут найти практическое применение в области нанотехнологий и разработке новых материалов с улучшенными свойствами.