Дискретные бризеры в кристалле CuAu

П.В. Захаров, М.Д. Старостенков, А.М. Ерёмин, А.И. Чередниченко показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 15 октября 2016; Исправлена: 31 октября 2016; Принята: 31 октября 2016
Цитирование: П.В. Захаров, М.Д. Старостенков, А.М. Ерёмин, А.И. Чередниченко. Дискретные бризеры в кристалле CuAu. Письма о материалах. 2016. Т.6. №4. С.294-299
BibTex   https://doi.org/10.22226 / 2410‑3535‑2016‑4‑294‑299

Аннотация

Методом молекулярной динамики обнаружены дискретные бризеры (ДБ) в кристалле CuAu. Для анализа возможности существования ДБ был произведен расчет плотности фононных состояний рассматриваемого кристалла. Предложена функция формирования начальных условий для возбуждения дискретного бризера с жестким типом нелинейности в кристалле CuAu. Показано, что он может быть получен в плотноупакованном ряду атомов Cu вдоль направления [110]. Проанализированы условия для возбуждения дискретного бризера, а также зависимость его частоты от амплитуды. Установлено, что при увеличении начальной амплитуды более 0,55 Å изменение частоты практически не происходит. Объяснить это можно тем, что значительное отклонение атомов из положения равновесия приводит к возбуждению тяжелой подрешетки кристалла, через которую часть энергии рассеивается в фононную подсистему последней. Приведен энергетический профиль дискретного бризера с жестким типом нелинейности и его эволюция с течением времени. Установлены основные направления рассеивания энергии ДБ. Рассмотрены условия формирования дискретного бризера с мягким типом нелинейности, за счет деформации кристалла и занижения массы атомов меди. Установлено, что дискретный бризер с мягким типом нелинейности может существовать в щели фононного спектра кристалла CuAu, образованной за счет деформации кристалла или занижения массы меди. Произведены расчеты плотности фононных состояний CuAu при деформациях и занижении массы атомов Cu. Полученные результаты свидетельствуют, что ДБ с мягким типом нелинейности локализован в основном на одном атоме меди и сществует несколько десятков периодов колебаний. Не смотря на это, он способен совокупно сосредотачивать энергию порядка 0,9 эВ, в то время как ДБ с жестким типом нелинейности в основном локализован на 6 атомах и их совокупная энергия составляет до 2,1 эВ.

Ссылки (22)

1. A. J. Sievers, S. Takeno. Phys. Rev. Lett. 61, 970 (1988).
2. G. M. Chechin, G. S. Dzhelauhova, E. A. Mehonoshina. Phys. Rev. E. 74, 036608 (2006).
3. V. I. Dubinko, F. Piazza. Letters on Materials. 4 (4), 273 - 278 (2014).
4. A. A. Stepanov, S. V. Dmitriev, A. S. Semenov, V. I. Batons, D. A. Terentyev. Technical Physics Letters. 40 (15), 58 - 65 (2014). (in Russian) [А. А. Кистанов, С. В. Дмитриев, А. С. Семенов, В. И. Дубинко, Д. А. Терентьев. Письма в ЖТФ. 40 (15), 58 - 65 (2014).].
5. M. G. Velarde. J. Comput. Appl. Math. 233, 1432 (2010).
6. J. F. R. Archilla, S. M. M. Coelho, F. D. Auret, V. I. Dubinko, V. Hizhnyakov. Physica D. 297, 56 - 61 (2015).
7. V. I. Dubinko, A. V. Dubinko. Nucl. Instrum. Methods B. 303, 133 - 135 (2013).
8. A. A. Kistanov, S. V. Dmitriev, A. P. Chetverikov, M. G. Velarde. Eur. Phys. J. B. 87 (9), 211 (2014).
9. N. N. Medvedev, M. D. Starostenkov, M. E. Manley. J. Appl. Phys. 114, 213506 (2013).
10. P. V. Zakharov, M. D. Starostenkov, S. V. Dmitriev. Key Engineering Materials. 685, 65 - 69 (2016).
11. M. D. Starostenkov, A. I. Potekaev, S. V. Dmitriev, P. V. Zakharov, A. M. Eremin, V. V. Kulagina. Russian Physics Journal. 58 (9), 1353 - 1357 (2016) [М. Д. Старостенков, А. И. Потекаев, С. В. Дмитриев, П. В. Захаров, А. М. Ерёмин, В. В. Кулагина. Изв. вузов. Физика. 58 (9), 136 - 140 (2015).].
12. P. V. Zakharov, M. D. Starostenkov, N. N. Medvedev, A. M. Eremin et al. Fundamental problems of modern materials. 11 (4), 533 - 536 (2014). (in Russian) [П. В. Захаров, М. Д. Старостенков, Н. Н. Медведев, А. М. Ерёмин и др. ФПСМ. 11 (4), 533 - 536 (2014).].
13. B. Liu, J. A. Baimova, S. V. Dmitriev, X. Wang, H. Zhu, K. Zhou. J. Phys. D. 46, 305302 (2013).
14. R. T. Murzaev, A. A. Kistanov, V. I. Dubinko, D. A. Terentyev, S. V. Dmitriev. Comp. Mater. Sci. 98, 88 - 92 (2015).
15. L. Ward, A. Agrawal, K. M. Flores, W. Windl. arXiv:1209.0619.
16. Yu.S Kivshar, G. P. Agrawal. Optical Solitons: From Fibers to Photonic Crystals Academic. (2003).
17. S. V. Dmitriev. Letters of materials. 1, 78 - 83 (2011). (in Russian) [С. В. Дмитриев. Письма о материалах. 1, 78 - 83 (2011).].
18. A. A. Kistanov, R. T. Murzaev, S. V. Dmitriev, V. I. Batons, V. V. Khizhnyakov. JETP Lett. 99 (6), 403 (2014). (in Russian).
19. E. A. Korznikova, J. A. Baimova, S. V. Dmitriev. Europhys. Lett. 102, 60004 (2013).
20. E. A. Korznikova et al. JETP Lett. 96, 222 (2012).
21. S. V. Dmitriev, E. A. Korznikova, Y. A. Baimova, M. G. Velarde. Discrete breathers in crystals Physics-Uspekhi 59 (5), 446 - 461 (2016).
22. S. V. Dmitriev. Journal of Micromechanics and Molecular Physics 01 (02) 1630001 (July 2016).

Другие статьи на эту тему