Discrete breathers with hard and soft type of nonlinearity in 1D Morse lattices with long-range interactions

A.S. Semenov1, E.A. Korznikova2, S.V. Dmitriev3*
1Mirny Polytechnic Institute (branch) of North-Eastern Federal University, Mirny, Russia
2Institute for Metals Superplasticity Problems, Russian Academy of Science, Ufa, Russia
3Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, Уфа, Россия
Abstract
Recently the focus of studies on discrete breathers has arguably shifted from the mathematical proof of their existence in simplified nonlinear lattices towards the search for the long-lived quasi-breathers in real systems, e.g., in crystal lattices. In each particular field, different factors should be taken into account. Atoms in crystals typically interact not only with the nearest neighbors and thus, the effect of long-range interatomic forces is an important issue. When the long-range forces are involved, the tails of the interatomic potentials contribute essentially to the dynamics of the system and in these circumstances one cannot use truncated Taylor expansions of the potentials such as cubic or quartic. In this work we discuss various discrete breathers (more precisely, quasi-breathers) that can be excited in 1D monatomic and diatomic Morse lattices with long-range interactions and sinusoidal on-site potential. This model describes at a qualitative level discrete breathers in pure metals and ordered alloys.
Received: 29 March 2015   Accepted: 06 April 2015
Views: 122   Downloads: 41
References
1.
A. S. Dolgov. Sov. Phys. Solid State 28, 907—909 (1986).
2.
A. Sievers, S. Takeno. Phys. Rev. Lett. 61, 970—973 (1988).
3.
S. Flach, A. V. Gorbach. Phys. Rep. 467 (1), 1—116 (2008).
4.
R. T. Murzaev, A. A. Kistanov, V. I. Dubinko, D. A. Terentyev, S. V. Dmitriev. Computational Materials Science 98, 88—92 (2015).
5.
E. A. Korznikova, J. A. Baimova, S. V. Dmitriev. Europhys. Lett. 102, 60004—1—60004—5 (2013).
6.
E. A. Korznikova, A. V. Savin, Yu. A. Baimova, S. V. Dmitriev, R. R. Mulyukov. JETP Lett. 96, 222—226 (2012).
7.
N. N. Medvedev, M. D. Starostenkov, M. E. Manley. J. Appl. Phys. 114 (21), 213506—1—213506—4. (2013).
8.
N. N. Medvedev, M. D. Starostenkov, P. V. Zakharov, A. V. Markidonov. Letters on Materials. 3 (1), 34—37 (2013). (in Russian) [Н. Н. Медведев, М. Д. Старостенков, П. В. Захаров, А. В. Маркидонов. Письма о материалах. 3 (1), 34—37 (2013).]
9.
P. V. Zakharov, M. D. Starostenkov, A. M. Eremin, A. V. Markidonov. Fundamentalnie Problemi Sovremennogo Materialovedeniya. 11 (2), 260—265 (2014). (in Russian) [П. В. Захаров, М. Д. Старостенков, А. М. Еремин, А. В. Маркидонов. Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 11 (2), 260—265 (2014).]
10.
P. V. Zakharov, M. D. Starostenkov, N. N. Medvedev, A. M. Eremin, A. V. Markidonov. Fundamentalnie Problemi Sovremennogo Materialovedeniya. 11 (3), 388—393 (2014). (in Russian) [П. В. Захаров, М. Д. Старостенков, Н. Н. Медведев А. М. Еремин, А. В. Маркидонов Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 11 (3), 388—393 (2014).]
11.
N. N. Medvedev, M. D. Starostenkov, P. V. Zakharov, O. V. Pozidaeva. Technical Physics Letters. 37 (2), 98—101 (2011).
12.
А. А. Kistanov, E. A. Кorznikova, S. Yu. Fomin, K. Zhou, S. V. Dmitriev. Letters on Materials. 4 (4), 315—318 (2014).
13.
А. А. Kistanov, S. V. Dmitriev. Letters on materials. 2 (3), 143—146 (2012). (in Russian) [А. А. Кистанов, С. В. Дмитриев. Письма о материалах. 2 (3), 143—146 (2012).]
14.
V. I. Dubinko, A. V. Dubinko, S. V. Dmitriev. Letters on Materials. 3 (3), 239—247 (2013). (in Russian) [В. И. Дубинко, А. В. Дубинко, С. В. Дмитриев. Письма о материалах. 3 (3), 239—247 (2013).]
15.
S. V. Dmitriev. Letters on Materials. 1 (2), 78—83 (2011). (in Russian) [С. В. Дмитриев. Письма о материалах. 1 (2), 78—83 (2011).]
16.
A. J. Sievers, M. Sato, J. B. Page, T. Rossler. Phys. Rev. B 88, 104305—1—104305—7 (2013).
17.
A. A. Kistanov, S. V. Dmitriev, A. S. Semenov, V. I. Dubinko, D. A. Terent’ev. Technical Physics Letters. 40 (8), 657-661 (2014).
Cited by
1.
Корзникова Е.А., Фомин С.Ю., Соболева Э.Г., Дмитриев С.В., Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики 103(3-4), 303-308 (2016).
2.
Korznikova E.A., Fomin S.Yu., Soboleva E.G., Dmitriev S.V., Journal of Experimental and Theoretical Physics Letters (JETP Letters) 103(4), 277-281 (2016).
3.
Захаров П.В., Дмитриев С.В., Старостенков М.Д., Ерёмин А.М., Маркидонов А.В., Чередниченко А.И., Фундаментальные проблемы современного материаловедения 12(4), 453-458 (2015).
4.
Корзникова Е.А., Бокий Д.И., Фомин С.Ю., Дмитриев С.В., Фундаментальные проблемы современного материаловедения 12(3), 311-315 (2015).
5.
Семёнов А.С., 1.
6.
Семёнов А.С., 1.
7.
Korznikova E.A., Fomin S.Yu., Ustiuzhanina S.V., Dmitriev S.V., Письма о материалах 5(4 (20)), 364-367 (2015).
8.
Korznikova E.A., Dmitriev S.V., Fomin S.Y., Materials Science Forum 845, 211-214 (2016).
9.
Фомин С.Ю., Корзникова Е.А., Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах, 137 (2015).
10.
Корзникова Е.А., Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах, 128-128 (2015).
11.
Бокий Д.И., Корзникова Е.А., Дмитриев С.В., Фундаментальные проблемы современного материаловедения 12(4), 403-407 (2015).
12.
Фомин С.Ю., Корзникова Е.А., Descrete Breathers in Crystals, 50-51 (2015).
13.
Baimova J.A., Письма о материалах 6(1 (21)), 31-33 (2016).
14.
Fomin S.Yu., Korznikova E.A., Письма о материалах 6(1 (21)), 57-60 (2016).
15.
Фомин С.Ю., Корзникова Е.А., Дмитриев С.В., Фундаментальные проблемы современного материаловедения 13(1), 54-59 (2016).
16.
Васильев А.А., Дмитриев С.В., Известия высших учебных заведений. Физика 59(7), 45-52 (2016).
17.
Савин А.В., Корзникова Е.А., Дмитриев С.В., Эволюция дефектных структур в конденсированных средах, 32-34 (2016).
18.
Фомин С.Ю., Корзникова Е.А., Дмитриев С.В., Эволюция дефектных структур в конденсированных средах, 61-63 (2016).
19.
Дмитриев С.В., Эволюция дефектных структур в конденсированных средах, 26-27 (2016).
20.
Кистанов А.А., Корзникова Е.А., Медведев Н.Н., Дмитриев С.В., Фундаментальные проблемы современного материаловедения 13(3), 321-325 (2016).
21.
Vasiliev A.A., Dmitriev S.V., Russian Physics Journal 59(7), 961-970 (2016).