Моделирование атомных неоднородностей в квазикристаллах Al-Mn и твердых растворах Mn в благородных металлах методами теории функционала плотности

• Автор: Бочаров, Павел Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07, 05.16.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Некоторые нерешенные проблемы строения твердых растворов

1.2. Эффекты гигантского магнитного момента и спинового стекла в твердых растворах

1.3. Сущность явления квазикристаллов.

1.4. Физические свойства квазикристаллов

1.4. Теоретическое описание атомной структуры квазикристаллов.

1.5. Политопный подход к описанию структуры квазикристаллов.

1.6. Магнетизм и электронная структура икосаэдрических кластеров алюминия с ионами Збметаллов

1.7. Постановка задачи исследования.

Глава 2. Методика проведения исследований.
2.1. Общая информация.
2.2. Методы расчта структуры и свойств нанокластеров.
2.3. Первопринципные методы расчта.
2.4. Теория функционала плотности.
2.4.1. Происхождение
2.4.2. Теория ТомасаФерми
2.4.3. Теорема Хоэнберга и Кона.
2.4.4. Самосогласованные уравнения КонаШэма
2.4.5. Приближение локальной плотности
2.4.6. Обобщенное градиентное приближение .
2.4.6. Алгоритм расчта с помощью теории функционала локальной плотности, включающий самосогласованное определение электронных потенциалов и плотности
2.5. Программные и аппаратные средства
2.6. Построение структур
Глава 3. Электронная структура квазикристаллов алюминиймарганец со свойствами спинового стекла
3.1. Общая информация
3.2. Результаты и обсуждение.
Глава 4. Электронная структура ГЦКтвердых растворов палладиймарганец и медьмарганец.
4.1. Общая информация.
4.2. Модель структуры.
4.3. Результаты и обсуждение
Глава 5. Модели зон ГП.
Основные результаты и выводы
Литература


Работа выполнена на современном научно-техническом уровне с использованием прогрессивных компьютерных-'методов исследования — трёхмерного моделирования и расчётов свойств реальных твердых тел из первых принципов, позволяющих получать хорошие результаты практически без подгоночных параметров для достаточно сложных объектов. Выводы опираются на проведенные автором оригинальные и теоретически обоснованные исследования, которые отличающиеся убедительной достоверностью и воспроизводимостью. Личный вклад автора. Обобщение и формулировка научных выводов выполнена автором самостоятельно, а также в сотрудничестве с научными руководителями. Апробация работы. Кристаллофизика XXI века, Москва . Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 6 научных работах, из них 3 в журналах по списку ВАК и 3 статьи в сборниках трудов конференций. Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов по работе и библиографического списка. Общий объем диссертации составляет 6 страниц машинописного текста. Работа включает в себя иллюстраций и одну таблицу. Глава 1. Техника сегодняшнего дня предъявляет все более высокие требования ко всем используемым материалам, в том числе металлическим. От них требуется высокая прочность, особые магнитные, электрические и другие свойства. Свойства сплавов определяются их структурой, как микроскопической, так и более тонкой — субмикроскопической и атомно-кристаллической. Поэтому изучение строения сплавов всегда находилось и находятся в центре внимания физического металловедения. Сплавы используются в различных состояниях: в гомогенном, в виде твердых растворов, и в гетерогенном, т. Промежуточное положение между этими состояниями представляют собой дисперсионно-твердеющие (стареющие) сплавы, они также широко применяются в технике, поскольку обладают исключительно высокими свойствами. Эти свойства формируются на ранних стадиях распада пересыщенного твердого раствора, включая т. Эти скопления приводят к неоднородностям в распределении электронной плотности, благодаря которым в обратном пространстве и формируются области диффузного рассеяния рентгеновских лучей, по которым, собственно, эти зоны и были впервые обнаружены [1]. Однако, до сих пор внутреннее атомное строение зон остается неизвестным. Основная причина этого, разумеется, в отсутствии прямых структурных методов наблюдения этой структуры. Основная информация, извлекаемая из данных по диффузному рассеянию аналитического излучения — это внешняя форма зон (Гинье-Престона) и их размеры. Эти сведения получаются при Фурье-преобразовании экспериментально определенного распределения интенсивности диффузного рассеяния [1]. Мало информации также и о точном химическом составе зон, очевидно только, что они построены не только из атомов растворенного компонента. Оказалось даже, что и в отношении внешней формы зон, наши знания ограничены. В цитированных выше обзорах и монографиях объяснено почему и когда в эксперименте наблюдаются зоны сферической, дискообразной и стержнеобразной форм, основным управляющим фактором здесь является энергия упругих искажений вследствие разности атомных радиусов растворителя и растворенного компонента, а также различия в рассеивающей способности атомов разных компонентов. Однако, были обнаружены зоны Гинье-Престона с октаэдрической огранкой [, ], и объяснения этому нет, непонятно даже, с какой стороны и какими методами можно искать объяснения этому факту. Ясно, что это проявление внутреннего строения зон (как и в кристаллографическом принципе Гаюи) — внешняя форма кристалла отражает его внутреннее строение []. Но ведь зона — не кристалл, это конечное (в отличие от кристалла) атомное образование нанометрического масштаба. Прежде всего, следует предположить, что образованию зон Гинье-Престона предшествует какое-то структурное состояние, отличающееся от состояния полностью однородного твердого раствора со статистическим распределением растворенных атомов. Именно поэтому А. Гинье уже в году опубликовал обзор под названием «Неоднородные металлические твердые растворы» []. В этом обзоре А. САСВ(ГА -/в) (1. Сл и Св- 1 - Сл. Это т.