Захаров П.В., Еремин А.М., Чередниченко А.И. Исследование

ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ДИСКРЕТНОГО БРИЗЕРА В КРИСТАЛЛЕ
Pt3Al С БИВАКАНСИЕЙ Pt
Захаров П.В.1,2, Ерёмин А.М.1, Чередниченко А.И.1
1
2
Алтайская государственная академия образования им. В.М. Шукшина, Бийск
Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, Барнаул
тел: +7-923-648-06-74, e-mail: zakharovpvl@rambler.ru
Методом молекулярной динамики в работе исследуется устойчивость дискретного
бризера (ДБ) в кристалле Pt3Al с бивакансией Pt. Получена зависимость времени жизни ДБ
от малых вариаций угла отклонения от направления поляризации колебаний ДБ.
ДБ,
представляющие
собой
нелинейные
пространственно-локализованные
колебательные моды в бездефектных кристаллах, в последнее время широко исследуются в
контексте физики конденсированного состояния [1-4]. ДБ имеют частоты колебаний вне
фононного спектра кристаллов, поэтому они не теряют свою энергию на возбуждение
фононов и могут иметь весьма большие времена жизни [5-6]. Метод молекулярной динамики
широко используется для исследования ДБ в кристаллах. В работе [7] нами уже проводилось
некоторое исследование поведение ДБ в кристалле Pt3Al с бивакансией Pt, а именно были
выявлены зависимости времени жизни ДБ от начальной температуры модельного кристалла,
а также расстояния до внедрённой бивакансии Pt в плоскости (111) кристалла. В данной
работе методом молекулярной динамики предполагается провести исследование на
устойчивость ДБ в кристалле Pt3Al с бивакансией Pt.
Описание модели и методика эксперимента. Рассматриваемая модель представляла
собой объемный кристалл стехиометрии A3B, атомы которого взаимодействовали
посредством парного потенциала Морзе:
 (rij )  De
rij
(e
rij
 2),
где D – энергетический параметр, соответствующий глубине потенциальной ямы,  –
параметр, определяющий жесткость межатомных связей, ro – некоторое усредненное
равновесное
расстояние
по
координационным
сферам,
в
которых
учитывается
взаимодействие между атомами. Для изучения процессов, возникающих при взаимодействии
ДБ с бивакансией Pt в Pt3Al нами проводились эксперименты при отклонении атома Al вдоль
направления [100] на величину 0,7 Å вблизи внедренной бивакансии Pt в плоскости (111).
Начальная температура эксперимента 0 K.
Результаты и обсуждение. Бивакансия Pt существенно влияет на время жизни
ДБ. Время жизни ДБ уменьшается при приближении к бивакансии. На рис. 1 показаны
температурные кривые подрешёток Al и Pt при расстоянии от бивакансии до атома Al на
котором происходит возбуждение ДБ 11,7 Å.
Рис. 1. Температурные кривые подрешеток Al (черным цвет графика) и Pt (серый
цвет графика).
При 11,7 Å проводилось исследование на устойчивость ДБ, для этого атом Al
отклонялся в различных направлениях от положения равновесия относительно своей оси
поляризаци. На рис. 2 показана зависимость времени жизни ДБ от малых вариаций угла
отклонения от направления поляризации колебаний ДБ.
Рис. 2. Зависимость времени жизни T пикосекундах ДБ от малых вариаций угла
отклонения k в градусах от направления поляризации колебаний ДБ.
Из рис. 2 видно, что максимальное, наиболее устойчивое время жизни ДБ происходит
тогда, когда отклонение атома Al происходит строго к ближайшему соседу атома Al, т.е.
направлению совпадающем с направлением поляризации ДБ является наиболее устойчивым
для времени жизни ДБ. Незначительное отклонение направления возбуждения ДБ даже на
угол α = 0,018 рад. (1,030) снижает время жизни ДБ с 2850 пс. до 2500 пс. Если отклонение
производится на угол больший чем α = 0,108 рад. (60), то ДБ сравнительно не устойчив и
имеет время жизни порядка 10-15 пс.
Литература
1. S. Flach and A.V. Gorbach, Phys. Rep. 467,1 (2008).
2. M.E. Manley, Acta Mater. 58, 2926 (2010).
3. С.В. Дмитриев, Письма о материалах 1(2), 78 (2011).
4. Н.Н. Медведев, М.Д. Старостенков и д.р. Письма в ЖТФ 37, 7 (2011).
5. A.J. Sievers and S. Takeno, Phys. Rev. Lett. 61, 970 (1988).
6. G.S. Bezuglova, G.M. Chechin, and P.P. Goncharov, Phys. Rev. E 84, 036606 (2011).
7. П.В. Захаров, М.Д. Старостенков, А.М. Ерёмин, А.В. Маркидонов, ФПСМ 11, 2 (2014).