Диссертация на соискание ученой степени доктора
физико-математических наук: 01.04.07 - Физика конденсированного
состояния. — Алтайский государственный технический университет им.
И.И. Ползунова. — Барнаул, 2014. — 299 с.
Научный консультант: доктор физико-математических наук, профессор
Старостенков М.Д.
Введение
Методы и результаты исследований эффектов локализации колебательной энергии и солитонов в кристаллах
Моделирование взаимодействия атомов с высокой кинетической энергией
Дискретные бризеры в биатомных упорядоченных
Дрейф точечных дефектов и их агрегатов в ГЦК решетках
Пары Френкеля и их агрегатизация в ГЦК металлах и упорядоченных сплавах
Метод молекулярной динамики. Выбор потенциала взаимодействия между атомами
Методы компьютерного моделирования
Обоснование выбора потенциала межатомного взаимодействия, расчет коэффициентов потенциала Морзе
Визуализация компьютерных экспериментов
Фокусирующиеся и краудионные столкновения атомов
Условия, при которых имеют место фокусировка импульса и краудионные столкновения атомов
Краудионные столкновения атомов Си в трехмерной модели упорядоченного сплава CuAu со сверхструктурой Lli
Модификация потенциала Морзе для моделирования взаимодействия атомов обладающих высокой энергией
Движение краудиона и самофокусировка импульса в двумерной модели кристалла Ni
Выводы
Дискретные бризеры в двумерных моделях кристаллических решеток упорядоченных сплавов стехиометрии А3В
Расчет фононного спектра двумерной модельной решетки сплава А3В 99
Нелинейные локализованные колебания в двумерной модельной решетке упорядоченного сплава Ni3Al при заниженной массе Аl
Причины существования дискретных бризеров в модели упорядоченного сплава
Возбуждение локализованных колебательных мод в двумерной
Выводы
Эффекты локализации энергии в моделях упорядоченных сплавов стехиометрии А3В со сверхструктурой Ll2
Методика расчета фононного спектра 3D моделей
Параметры, влияющие на возможность существования ДБ в модельной кристаллической решетке
Локализация энергии в модельном идеальном кристалле Pt3Al
Эффекты спонтанного перераспределения энергии колебаний в кристаллических решетках, находящихся в состоянии
Выводы
Волны, возникающие при рекомбинации пар Френкеля в 2D и 3D модельных решетках металлов и их влияние на дрейф агрегатов
точечных дефектов
Волны, вызывающие дрейф агрегатов точечных дефектов в двумерных моделях кристаллических решеток
Волны, возникающие в результате рекомбинации пар Френкеля в трехмерной модели кристаллической решетки металла и их влияние на дрейф агрегатов точечных дефектов
Выводы
Динамические эффекты на межфазной границе сплава
Взаимодействие краудиона и межфазной границы
О возбуждении локализованных мод
Выводы
Пары Френкеля и их агрегатизация в модельных кристаллических рештках металлов и их упорядоченных сплавов
Моделирование пар Френкеля в двумерных моделях кристаллических решеток Al, Ni, и NiзАl
Моделирование агрегатизации пар Френкеля в трехмерных моделях кристаллических решеток NiзАl
Пары Френкеля и их роль в фазовых превращениях кристаллрасплав
Выводы Целью работы является поиск и изучение эффектов локализации колебательной энергии и явлений, связанных с дрейфом и агрегатизацией точечных топологических солитонов в биатомных сплавах с ГЦК кристаллической решеткой.
Математические модели периодических структур, позволяющие получать бризерные решения, строятся, как правило, с помощью короткодействующих потенциалов, обеспечивающие взаимодействие лишь со своими ближайшими соседями. Очевидно, что это достаточно грубое приближение, чтобы судить о том, насколько близко они описывают свойства реальных кристаллов. В настоящей работе используется дальнодействующие потенциалы, учитывающие воздействие соседних атомов до седьмой, а иногда и до десятой координационной сферы включительно.
Учет такого большого количества соседей по кристаллу весьма громоздкая задача, по этой причине использовалась не аналитическое, а компьютерное моделирование. Для рассматриваемых задач наиболее подходящим оказался метод молекулярной динамики (ММД). Научная новизна работы заключается в следующем.
Впервые, в 2D и 3D моделях упорядоченного сплава РlзАl, построенных методом молекулярной динамики, показана возможность
возбуждения ДБ.
Изучено влияние различных факторов на возможность возбуждения ДБ в моделях упорядоченных сплавов стехиометрии А3В.
Показано на примере модельного сплава МзАІ, что появление колебательных мод с частотами, входящими в щель фононного спектра не является достаточным признаком возбуждения щелевых ДБ.
Обнаружена новая разновидность локализации энергии колебаний, локализация энергии фононных колебаний на подрешетке атомов сорта “5” в упорядоченном кристалле стехиометрии А3В со сверхструктурой L12 и со щелью в фононном спектре.
Методы и результаты исследований эффектов локализации колебательной энергии и солитонов в кристаллах
Моделирование взаимодействия атомов с высокой кинетической энергией
Дискретные бризеры в биатомных упорядоченных
Дрейф точечных дефектов и их агрегатов в ГЦК решетках
Пары Френкеля и их агрегатизация в ГЦК металлах и упорядоченных сплавах
Метод молекулярной динамики. Выбор потенциала взаимодействия между атомами
Методы компьютерного моделирования
Обоснование выбора потенциала межатомного взаимодействия, расчет коэффициентов потенциала Морзе
Визуализация компьютерных экспериментов
Фокусирующиеся и краудионные столкновения атомов
Условия, при которых имеют место фокусировка импульса и краудионные столкновения атомов
Краудионные столкновения атомов Си в трехмерной модели упорядоченного сплава CuAu со сверхструктурой Lli
Модификация потенциала Морзе для моделирования взаимодействия атомов обладающих высокой энергией
Движение краудиона и самофокусировка импульса в двумерной модели кристалла Ni
Выводы
Дискретные бризеры в двумерных моделях кристаллических решеток упорядоченных сплавов стехиометрии А3В
Расчет фононного спектра двумерной модельной решетки сплава А3В 99
Нелинейные локализованные колебания в двумерной модельной решетке упорядоченного сплава Ni3Al при заниженной массе Аl
Причины существования дискретных бризеров в модели упорядоченного сплава
Возбуждение локализованных колебательных мод в двумерной
Выводы
Эффекты локализации энергии в моделях упорядоченных сплавов стехиометрии А3В со сверхструктурой Ll2
Методика расчета фононного спектра 3D моделей
Параметры, влияющие на возможность существования ДБ в модельной кристаллической решетке
Локализация энергии в модельном идеальном кристалле Pt3Al
Эффекты спонтанного перераспределения энергии колебаний в кристаллических решетках, находящихся в состоянии
Выводы
Волны, возникающие при рекомбинации пар Френкеля в 2D и 3D модельных решетках металлов и их влияние на дрейф агрегатов
точечных дефектов
Волны, вызывающие дрейф агрегатов точечных дефектов в двумерных моделях кристаллических решеток
Волны, возникающие в результате рекомбинации пар Френкеля в трехмерной модели кристаллической решетки металла и их влияние на дрейф агрегатов точечных дефектов
Выводы
Динамические эффекты на межфазной границе сплава
Взаимодействие краудиона и межфазной границы
О возбуждении локализованных мод
Выводы
Пары Френкеля и их агрегатизация в модельных кристаллических рештках металлов и их упорядоченных сплавов
Моделирование пар Френкеля в двумерных моделях кристаллических решеток Al, Ni, и NiзАl
Моделирование агрегатизации пар Френкеля в трехмерных моделях кристаллических решеток NiзАl
Пары Френкеля и их роль в фазовых превращениях кристаллрасплав
Выводы Целью работы является поиск и изучение эффектов локализации колебательной энергии и явлений, связанных с дрейфом и агрегатизацией точечных топологических солитонов в биатомных сплавах с ГЦК кристаллической решеткой.
Математические модели периодических структур, позволяющие получать бризерные решения, строятся, как правило, с помощью короткодействующих потенциалов, обеспечивающие взаимодействие лишь со своими ближайшими соседями. Очевидно, что это достаточно грубое приближение, чтобы судить о том, насколько близко они описывают свойства реальных кристаллов. В настоящей работе используется дальнодействующие потенциалы, учитывающие воздействие соседних атомов до седьмой, а иногда и до десятой координационной сферы включительно.
Учет такого большого количества соседей по кристаллу весьма громоздкая задача, по этой причине использовалась не аналитическое, а компьютерное моделирование. Для рассматриваемых задач наиболее подходящим оказался метод молекулярной динамики (ММД). Научная новизна работы заключается в следующем.
Впервые, в 2D и 3D моделях упорядоченного сплава РlзАl, построенных методом молекулярной динамики, показана возможность
возбуждения ДБ.
Изучено влияние различных факторов на возможность возбуждения ДБ в моделях упорядоченных сплавов стехиометрии А3В.
Показано на примере модельного сплава МзАІ, что появление колебательных мод с частотами, входящими в щель фононного спектра не является достаточным признаком возбуждения щелевых ДБ.
Обнаружена новая разновидность локализации энергии колебаний, локализация энергии фононных колебаний на подрешетке атомов сорта “5” в упорядоченном кристалле стехиометрии А3В со сверхструктурой L12 и со щелью в фононном спектре.