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

10.25712/ASTU.1811-1416.2022.04.002

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.