Моделирование процесса переноса энергии в кристалле NaCl с помощью дискретных бризеров

А.С. Семёнов, Ю.В. Бебихов, А.А. Кистанов показать трудоустройства и электронную почту
Получена 22 марта 2017; Принята 03 апреля 2017;
Эта работа написана на английском языке
Цитирование: А.С. Семёнов, Ю.В. Бебихов, А.А. Кистанов. Моделирование процесса переноса энергии в кристалле NaCl с помощью дискретных бризеров. Письма о материалах. 2017. Т.7. №2. С.77-80
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2017-2-77-80

Аннотация

Дискретный бризер (ДБ) представляет собой пространственно локализованную колебательную моду большой амплитуды с частотой колебаний вне фононного спектра кристалла. Частота ДБ может выходить из фононного спектра за счет ангармонизма межатомных связей вследствие того, что частота нелинейного осциллятора зависит от амплитуды. В случае мягкого (жесткого) ангармонизма частота нелинейного осциллятора уменьшается (увеличивается) с ростом амплитуды. Кристаллы, имеющие щель в фононном спектре, могут, в принципе, поддерживать так называемые щелевые ДБ, то есть ДБ с частотами в щели фононного спектра. Щелочно-галоидный кристалл NaI обладает широкой щелью в фононном спектре за счет значительной разницы атомных масс анионов и катионов (атом натрия в 5,5 раз легче атома йода). Существование щелевых ДВ в этом кристалле было показано Киселевым и Сиверсом с использованием метода молекулярной динамики. Позже было проведено несколько экспериментальных работ, чтобы подтвердить результаты численного исследования. Кроме того методом молекулярной динамики была показана возможность обмена энергией между двумя близко расположенными ДБ. В настоящей работе энергетический обмен между ДБ в более крупных кластерах моделируется методом молекулярной динамики. Показано, что энергия, первоначально переданная кластеру ДБ, остается в локализованном виде в течение длительного времени (сотни периодов колебаний ДБ), даже несмотря на то, что энергия может перемещаться от одного узла решетки к другому, и даже поляризация ДБ может измениться. Эти результаты способствуют лучшему пониманию механизма локализации и переноса энергии в кристаллах.

Ссылки (26)

1. А. С. Долгов. ФТТ 28, 1641 (1986). [A. S. Dolgov. Sov. Phys. Solid State 28, 907 (1986).].
2. A. J. Sievers, S. Takeno. Phys. Rev. Lett. 61, 970 (1988).
3. S. Flach, A. V. Gorbach. Phys. Rep. 467, 1 (2008).
4. M. E. Manley Acta Mater. 58, 2926 (2010).
5. S. V. Dmitirev. Letters on Materials 6 (1), 86 (2016).
6. S. V. Dmitriev, E. A. Korznikova, J. A. Baimova, M. G. Velarde. Physics Uspekhi 59, 446 (2016).
7. S. V. Dmitirev. Micromechanics and Molecular Physics 1(2), 1630001 (2016).
8. G. M. Chechin, G. S. Dzhelauhova, E. A. Mehonoshina. Phys. Rev. E. 74, 036608 (2006).
9. S. A. Kiselev, A. J. Sievers. Phys. Rev. 55, 5755 (1997).
10. 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).
11. M. E. Manley, D. L. Abernathy, N. I. Agladze, A. J. Sievers. Scientific Reports 1, 4 (2011).
12. M. Kempa et al. J. Phys.: Condens. Matter. 25, 055403 (2013).
13. A. J. Sievers et al. Phys. Rev. B 88, 104305 (2013).
14. M. Kempa et al. Phys. Rev. B 89, 054308 (2014).
15. L. Z. Khadeeva, S. V. Dmitriev. Phys. Rev. B 81, 214306 (2010).
16. А. А. Кистанов, С. В. Дмитриев. ФТТ 54 (8), 1545 (2012). [A. A. Kistanov, S. V. Dmitriev. Physics of the Solid State, 54 (8), 1648 (2012).].
17. А. А. Кистанов, Ю. А. Баимова, С. В. Дмитриев. Письма в ЖТФ 38 (14), 72 (2012).
18. С. В. Дмитриев, Ю. А. Баимова. Письма в ЖТФ 81 (11), 71 (2011). [S. V. Dmitriev, Y. A. Baimova. Technical Physics Letters 37 (5), 451 (2011).].
19. А. А. Кистанов, С. В. Дмитриев. Письма в ЖТФ 39, 78 (2013). [A. A. Kistanov, S. V. Dmitriev. Technical Physics Letters 39 (7), 618 (2013).].
20. A. A. Kistanov, Y. A. Baimova, S. V. Dmitriev. Technical Physics Letters, 38 (7), 676 (2012).
21. J. A. Baimova, S. V. Dmitriev, A. A. Kistanov, A. I. Potekaev. Russian Physics Journal, 56 (2), 180 (2013).
22. S. V. Dmitriev, A. A. Kistanov, V. I. Dubinko, Springer Series in Materials Science 221, 205 (2015).
23. J. A. Baimova, S. V. Dmitriev, K. Zhou. Europhys. Lett. 100 (3), 36005 (2012).
24. E. A. Korznikova, J. A. Baimova, S. V. Dmitriev. Europhys. Lett. 102 (6), 60004 (2013).
25. V. N. Belomestnykh, E. G. Soboleva. Applied Mechanics and Materials 682, 170 - 173 (2014).
26. E. G. Soboleva, A. L. Igisheva, T. B. Krit. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 91, 012032 (2015).

Цитирования (1)

1.
K.A. Krylova, J.A. Baimova, R.T. Murzaev, R.R. Mulyukov. Physics Letters A. 383(14), 1583 (2019). Crossref

Другие статьи на эту тему