Формирование локализованных колебаний решетки и их влияние на физические свойства кристаллов и нанокристаллов

• Автор: Кислов, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 307 с. : ил.

Глава 1. Моделирование структуры и динамики решётки кристаллов

1.1. Основные методы, модели и приближения в теориях статики и динамики решётки

1.1.1. Особенности численных методов расчёта

1.1.2. Межатомное взаимодействие в 3d-металлах

1.1.3. Межионное взаимодействие в ионно-ковалентных кристаллах

1.2. Численный расчёт физических свойств идеальных кристаллов

1.2.1. Условия статического равновесия решётки

1.2.2. Фононные спектры

1.2.3. Упругие и диэлектрические постоянные

1.2.4. Решёточные термодинамические свойства

1.3. Численный расчёт физических свойств дефектных кристаллов

1.3.1. Определение энергетических характеристик и равновесной конфигурации решётки кристаллов с дефектами
1.3.2. Применение рекурсивного метода в теории динамики решётки дефектных кристаллов
1.3.3. Решёточные термодинамические функции дефектов
Выводы по главе
Глава 2. Структурные, колебательные и термодинамические свойства ЗсГметаллов с вакансиями
2.1. Влияние моновакансий на структурные, колебательные и термодинамические свойства кристаллов Си
2.1.1. Оценка влияния дальнодействующих осцилляций межатомных потенциалов на результаты расчётов динамических и упругих характеристик идеальных кристаллов
2.1.2. Статическое искажение вакансиями решётки Си
2.1.3. Локальная динамика решётки Си около вакансий
2.1.4. Температурные зависимости решёточных термодинамических функций вакансий в Си
2.2. Изменение моновакансиями структурных, колебательных и термодинамических свойств кристаллов а-Бе
2.2.1. Определение парного межатомного потенциала для а-Ре
2.2.2. Зависимость результатов расчёта динамических и термодинамических характеристик идеальных кристаллов от размера атомного кластера
2.2.3. Статическое искажение вакансиями решётки а-Ре
2.2.4. Локальная динамика решётки а-Ре около вакансий
2.2.5. Температурные зависимости решёточных термодинамических функций вакансий в а-Ре
2.3. Влияние электронной подсистемы на измененные вакансией структурные, колебательные и термодинамические свойства кристаллов а-Ре
2.3.1. Многочастичный потенциал модели БАМ для а-Ре
2.3.2. Динамика решётки идеального кристалла а-Ре в модели БАМ
2.3.3. Моделирование в модели БАМ искажения вакансией решётки кристаллов а-Ре
2.3.4. Расчёт локальной динамики решётки кристаллов а-Ре с вакансиями в ЕАМ-модели
2.3.5. Колебательная термодинамика вакансий в кристаллах а-Бе
Выводы по главе
Глава 3. Влияние точечных дефектов на локальную структуру и динамику решётки ионных кристаллов
3.1. ЩГК с незаряженными примесями замещения (К1:С1 и К1:Н)
3.1.1. Структурные, упругие, диэлектрические и колебательные

их предельные асимптотические значения а со > Ьг», которые связаны с границами зон плотности колебательных состояний и определяют функцию обрыва 1(со) непрерывной дроби (П2.13).
Расчёт локальных колебательных плотностей для идеального (со) и
дефектного ег(ю) кристаллов позволяет выделить колебания, индуцируемые дефектами. Критерии для однозначной идентификации дефектных колебаний представлены в [11].
1.3.3. Решеточные термодинамические функции дефектов
Поиск и исследование материалов, обладающих требуемыми свойствами, подразумевает детальное изучение разнообразных процессов, происходящих в них [136]. При этом первостепенное значение имеют процессы дефектообра-зовния и кинетические процессы, например, диффузия, теплопроводность или ионная проводимость. Они характеризуются различными термодинамическими функциями (колебательной энтропией, энергией и теплоёмкостью образования дефекта и т.д.).
Теоретическое изучение транспортных свойств и энергетических характеристик дефектных кристаллов часто проводится в рамках только статического подхода. Однако при таком подходе к моделированию не учитывается вклад в свободную энергию, за который ответственны колебания ионов. Это может привести иногда к неверному описанию рассматриваемых процессов. В связи с этим, актуальным является изучение изменения колебательной части свободной энергии и других термодинамических величин при создании дефектов или их миграции. Данная проблема также нашла отражение в настоящей работе.
Наибольшее внимание исследователей обращалось на методы вычисления колебательной энтропии образования дефекта. В первоначальных работах по численному расчёту этой величины, в частности, для дефекта по Шотгки