Gap discrete breathers in 2D and 3D crystals

S.V. Dmitriev1
1Institute for Metals Superplasticity Problems RAS, Khalturin St. 39, 450001 Ufa
Abstract
Discrete breather (DB) is spatially localized vibrational mode of large amplitude in a defect-free crystal. The role of DB in condensed matter physics and materials science has been inten-sively studied during last decade. In the present brief review we summarize the results on gap DB in two- and three-dimensional crystals. We cover the following issues: proper-ties of DB in crystals at zero temperature; identification of DB at finite temperature; mechanisms of DB formation; possibil-ity to excite DB with frequency lying inside phonon band; effect of DB on crystal properties; etc.
Received: 08 May 2011   Revised: 19 June 2011   Accepted: 21 June 2011
Views: 94   Downloads: 16
References
1.
S. Flach, A.V. Gorbach, Phys. Rep. 467, 1 (2008).
2.
M. E. Manley, Acta Mater. 58, 2926 (2010).
3.
S. Flach, C.R. Willis, Phys. Rep. 295, 181 (1998).
4.
D.K. Campbell, S. Flach, Yu.S. Kivshar, Phys. Today 57,43 (2004).
5.
M.E. Manley, A.J. Sievers, J.W. Lynn, S.A. Kiselev, N.I.Agladze, Y. Chen, A. Llobet, A. Alatas, Phys. Rev. B 79,134304 (2009).
6.
S.A. Kiselev, A.J. Sievers, Phys. Rev. B 55, 5755 (1997).
7.
A.R. Bishop, A. Bussmann-Holder, S. Kamba, M.Maglione, Phys. Rev. B 81, 064106 (2010).
8.
S.V. Dmitriev, A.A. Sukhorukov, A.I. Pshenichnyuk, L.Z.Khadeeva, A.M. Iskandarov, Yu.S. Kivshar, Phys. Rev. B80, 094302 (2009).
9.
L.Z. Khadeeva, S.V. Dmitriev, Phys. Rev. B 81, 214306(2010).
10.
S.V. Dmitriev, N.N. Medvedev, R.R. Mulyukov, O.V.Pozhidaeva, A.I. Potekaev, M.D. Starostenkov, RussianPhysics Journal 51, 858 (2008).[С.В.Дмитриев,МедведевН.Н., Мулюков Р.Р., Пожидаева О.В., Потекаев А.И.,Старостенков М.Д. // Изв. вузов. Физика. 2008. Т.51.№ 8. С. 73-79.]
11.
V. Dubinko, Nucl. Instr. and Meth. B 267, 2976 (2009).
12.
T. Shimada, D. Shirasaki, T. Kitamura, Phys. Rev. B 81,035401 (2010).
13.
Y. Kinoshita, Y. Yamayose, Y. Doi, A. Nakatani, T.Kitamura, Phys. Rev. B 77, 024307 (2008).
14.
A.V. Savin, Yu.S. Kivshar, EPL, 89, 46001 (2010).
15.
S.V. Dmitriev, L.Z. Khadeeva, Yu. S. Kivshar, NonlinearTheory and Its Applications, submitted.
16.
Yu.S. Kivshar, G.P. Agrawal. Optical Solitons: From Fibersto Photonic Crystals (Academic, New York, 2003).
17.
S. Flach, K. Kladko, R. S. MacKay, Phys. Rev. Lett. 78,1207 (1997).
18.
L.Z. Khadeeva, S.V. Dmitriev, A.A. Nazarov, FundamentalProblems and Modern Technologies of Materials Science№1, 119 (2008) (in Russian). [Л.З. Хадеева, ДмитриевС.В., Назаров А.А., Фундаментальные проблемы со-временного материаловедения №1 (2008) С. 119].
19.
S.V. Dmitriev, L.Z. Khadeeva, Fundamental Problemsand Modern Technologies of Materials Science, 8, №1,12 (2011) (in Russian). [Дмитриев С.В., Хадеева Л.З.,Фундаментальные проблемы современного материа-ловедения 8, №1, 12 (2011)].
20.
S.V. Dmitriev, A.A. Nazarov, A.I. Potekaev, A.I.Pshenichnyuk, L.Z. Khadeeva, Russian Physics Journal,52, No. 2, 132 (2009). [С.В. Дмитриев, А.А. Назаров,А.И. Потекаев, А.И. Пшеничнюк, Л.З. Хадеева, Изв.вузов. Физика, 2009, №2, Т. 52, с. 21-26].
21.
N.N. Medvedev, M.D. Starostenkov, P.V. Zakharov,O.V. Pozidaeva, Technical Physics Letters, 37, No.2, 98 (2011). [Н.Н. Медведев, М.Д. Старостенков,П.В. Захаров, О.В. Пожидаева, Письма ЖТФ, 37,No. 3, 7 (2011)].
22.
S.V. Dmitriev, L.Z. Khadeeva, A.I. Pshenichnyuk, N.N.Medvedev, Physics of the Solid State, 52, 1499 (2010).[С.В. Дмитриев, Хадеева Л.З., А.И. Пшеничнюк, Н.Н.Медведев, ФТТ, 52, 1398 (2010)].
23.
L.Z. Khadeeva, S.V. Dmitriev, A.A. Nazarov, A.I.Pshenichnyuk, Journal of Advanced Materials, No. 7, 327(2009) (in Russian). [Л.З. Хадеева, С.В. Дмитриев, А.А.Назаров, А.И. Пшеничнюк, Перспективные материа-лы, №7, 327 (2009)].
24.
S.V. Dmitriev, L.Z. Khadeeva, Izvestiya vuzov.Prikladnaya nelineinaya dinamika, 18. №6. 85 (2010) (inRussian) [Дмитриев С.В., Хадеева Л.З. Известия вузов.Прикладная нелинейная динамика. 18. №6. 85 (2010)].
25.
S.V. Dmitriev, L.Z. Khadeeva, Physics of the Solid State,53, 1425 (2011). [Дмитриев С.В., Хадеева Л.З. ФТТ, 53,№7, 1353 (2011)].
26.
F. Liu, P. Ming, J. Li, Phys. Rev. B. 76, 064120 (2007).
27.
S.V. Dmitriev, J.A. Baimova, A.V. Savin, Yu.S. Kivshar,JETP Lett., 93, No 10, 571 (2011) [С.В. Дмитриев, Ю.А.Баимова, А.В. Савин, Ю.С. Кившарь, Письма в ЖЭТФ93, № 10, 632 (2011).]
28.
A.V. Savin, B. Hu, Yu.S. Kivshar, Phys. Rev. B. 80,195423(2009).
29.
A.V. Savin, Yu.S. Kivshar, Letters on Materials, 1, №1,3 (2011) (in Russian). [Савин А.В., Кившарь Ю.С.Письма о материалах, 1, №1, 3 (2011)].
30.
A.V. Savin, Yu.S. Kivshar, Phys. Rev. B. 81, 165418 (2010).
31.
М.V. Ivanchenko, O.I. Kanakov, V.D. Shalfeev, S. Flach,Physica D 198, 120 (2004).
32.
M. Eleftheriou, S. Flach, Low Temperature Physics 34,554 (2008).
33.
M. Eleftheriou, S. Flach, G.P. Tsironis, Physica D 186, 20(2003).
34.
Poletaev G.M., Starostenkov M.D. Physics of the SolidState, 51, №4, 727 (2009). [Полетаев Г.М., СтаростенковМ.Д. ФТТ, 51. №4. 686 (2009)].
35.
T. Dauxois, R. Khomeriki, F. Piazza, S. Ruffo, Chaos 15,015110 (2005).
36.
M.E. Manley, arXiv:0905.2988.
Cited by
1.
Медведев Н.Н., Старостенков М.Д., Потекаев А.И., Захаров П.В., Маркидонов А.В., Ерёмин А.М., Известия высших учебных заведений. Физика 57(3), 92-100 (2014).
2.
Potekaev A.I., Starostenkov M.D., Zakharov P.V., Eremin A.M., Markidonov A.V., Medvedev N.N., Russian Physics Journal 57(3), 387-395 (2014).
3.
Хадеева Л.З., Дмитриев C.B., Кившарь Ю.С., Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики 94(7), 580-584 (2011).
4.
Кистанов А.А., Дмитриев С.В., Семенов А.С., Дубинко В.И., Терентьев Д.А., Письма в Журнал технической физики 40(15), 58-65 (2014).
5.
Медведев Н.Н., Старостенков М.Д., Захаров П.В., Маркидонов А., Письма о материалах 3(1 (9)), 34-37 (2013).
6.
Кистанов А.А., Дмитриев С.В., Письма о материалах 2(3 (7)), 143-146 (2012).
7.
Семенов А.С., Корзникова Е.А., Дмитриев С.В., Письма о материалах 5(1 (17)), 11-14 (2015).
8.
Дубинко В.И., Дубинко А.В., Дмитриев С.В., Письма о материалах 3(3 (11)), 239-247 (2013).
9.
Кистанов А.А., Дмитриев С.В., Письма в Журнал технической физики 39(13), 78-84 (2013).
10.
Chechin G.M., Lobzenko I.P., Письма о материалах 4(4 (16)), 226-229 (2014).
11.
Старостенков М.Д., Потекаев А.И., Дмитриев С.В., Захаров П.В., Ерёмин А.М., Кулагина В.В., Известия высших учебных заведений. Физика 58(9), 136-140 (2015).
12.
Кистанов А.А., Фундаментальные проблемы современного материаловедения 11(1), 9-12 (2014).
13.
Баимова Ю.А., Дмитриев С.В., Кистанов А.А., Потекаев А.И., Известия высших учебных заведений. Физика 56(2), 60-69 (2013).
14.
Кистанов А.А., Баимова Ю.А., Дмитриев С.В., Письма в Журнал технической физики 38(14), 72-79 (2012).
15.
Баимова Ю.А., Дмитриев С.В., Савин А.В., Кившарь Ю.С., Физика твердого тела 54(4), 813-820 (2012).
16.
Кистанов А.А., Семенов А.С., Мурзаев Р.Т., Дмитриев С.В., Фундаментальные проблемы современного материаловедения 11(4-2), 572-577 (2014).
17.
Семенов А.С., Мурзаев Р.Т., Кистанов А.А., Бебихов Ю.В., Фундаментальные проблемы современного материаловедения 12(1), 26-30 (2015).
18.
Baimova J.A., Dmitriev S.V., Kistanov A.A., Potekaev A.I., Russian Physics Journal 56(2), 180-191 (2013).
19.
Кистанов А.А., Жоу К., Корзникова Е.А., Фомин С.Ю., Дмитриев С.В., Фундаментальные проблемы современного материаловедения 12(1), 103-107 (2015).
20.
Kistanov A.A., Korznikova E.A., Fomin S.Yu., Zhou K., Dmitriev S.V., Письма о материалах 4(4 (16)), 315-318 (2014).
21.
Медведев Н.Н., Старостенков М.Д., Фундаментальные проблемы современного материаловедения 8(2), 67-74 (2011).
22.
Баимова Ю.А., Савин А.В., Письма о материалах 1(3), 171-175 (2011).
23.
Баимова Ю.А., Ямилова А.Б., Лобзенко И.П., Дмитриев С.В., Чечин Г.М., Фундаментальные проблемы современного материаловедения 11(4-2), 599-604 (2014).
24.
Баимова Ю.А., Дмитриев С.В., Фундаментальные проблемы современного материаловедения 8(3), 14-19 (2011).
25.
Баимова Ю.А., Фундаментальные проблемы современного материаловедения 10(4), 553-557 (2013).
26.
Мурзаев Р.Т., Корзникова Е.А., Бокий Д.И., Фомин С.Ю., Дмитриев С.В., Фундаментальные проблемы современного материаловедения 12(3), 324-329 (2015).
27.
Корзникова Е.А., Фундаментальные проблемы современного материаловедения 11(1), 22-25 (2014).
28.
Кистанов А.А., Семенов А.С., Фундаментальные проблемы современного материаловедения 11(2), 241-244 (2014).
29.
Рысаева Л.Х., Баимова Ю.А., Фундаментальные проблемы современного материаловедения 12(1), 68-71 (2015).
30.
Laptev D.V., Письма о материалах 4(4 (16)), 241-248 (2014).
31.
Баимова Ю.А., Дмитриев С.В., Известия высших учебных заведений. Физика 58(6), 42-46 (2015).
32.
Корзникова Е.А., Бокий Д.И., Фомин С.Ю., Дмитриев С.В., Фундаментальные проблемы современного материаловедения 12(3), 311-315 (2015).
33.
Захаров П.В., Старостенков М.Д., Эволюция дефектных структур в конденсированных средах, 146-147 (2016).
34.
Халиков А.Р., Искандаров А.М., Известия высших учебных заведений. Физика 55(12), 87-93 (2012).
35.
Медведев Н.Н., 1.
36.
Korznikova E.A., Fomin S.Yu., Ustiuzhanina S.V., Dmitriev S.V., Письма о материалах 5(4 (20)), 364-367 (2015).
37.
Baimova J., Dmitriev S., Lobzenko I., Materials Science Forum 845, 255-258 (2016).
38.
Korznikova E.A., Dmitriev S.V., Fomin S.Y., Materials Science Forum 845, 211-214 (2016).
39.
Семенов А.С., Кистанов А.А., Фундаментальная математика и ее приложения в естествознании, 296-299 (2014).
40.
Кистанов А.А., Искандаров А.М., Дмитриев С.В., Фундаментальные проблемы современного материаловедения 8(4), 45-53 (2011).
41.
Закирьянов Ф.К., Фахретдинов М.И., Письма о материалах 2(2 (6)), 95-98 (2012).
42.
Khalikov A.R., Iskandarov A.M., Russian Physics Journal 55(12), 1470-1477 (2013).
43.
Кистанов А.А., Мурзаев Р.Т., Хадеева Л.З., СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПРОБЛЕМЫ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК, 27-30 (2014).
44.
Старостенков М.Д., отчет о НИР  № 12-08-90911-мол_снг_нр от 18.09.2012 (Российский фонд фундаментальных исследований) .
45.
Корзникова Е.А., Баимова Ю.А., Дмитриев С.В., Известия высших учебных заведений. Физика 58(6), 61-66 (2015).
46.
Баимова Ю.А., Дмитриев С.В., Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах, 140 (2015).
47.
Laptev D.V., Письма о материалах 6(1 (21)), 34-38 (2016).
48.
Захаров П.В., Еремин А.М., Чередниченко А.И., учебное пособие / Бийск, 2016. (2016).