10 марта 2016г.
Интерес к фононным методам связан с развитием техники высоких давлений и новых методов экспериментального изучения фононных спектров под давлением (см. [1] и ссылки там).
В цикле работ [2–4], в рамках модели К.Б. Толпыго, явно учитывающей деформацию электронных оболочек в дипольном приближении на основе парного неэмпирического потенциала отталкивания, исследовались фононные дисперсионные кривые ряда Ne–Xe под давлением. В работах [5–8] была показана важность учета многочастичного взаимодействия и деформации электронных оболочек атомов для адекватного описания упругих свойств кристаллов инертных газов (КИГ) под давлением.
Следуя работам [2,5,9,10] получаем адиабатический потенциал кристалла в модели деформируемых атомов и уравнения колебаний с учетом трехчастичных сил. Выражения для квадратов собственных частот в симметричных направлениях волнового вектора k с учетом трехчастичных сил приведем в безразмерных переменных W и k :
размягчение поперечной моды T1 в направлении [110] и вырожденной поперечной моды в точке
L.
В работе [12] авторы
представили ab initio исследование динамики ГЦК-Xe на основе теории функционала плотности.
Найдено, что для Xe в ГЦК-фазе все фононные
моды монотонно растут
с давлением до 100 GPa, выше которого поперечные акустические моды в точках X и L начинают «размягчаться». К сожалению, продольные моды при высоких давлениях
в [12] не представлены. В [4] мы сравнили наши результаты с расчетами [12]. Было показано, что значения
частот примерно такие
же, как в [12]. Однако,
в отличие от [12], мы показали,
что в точках Х и L «размягчаются» продольные
моды
для
всего
ряда
Ne–Xe. Как видно
из Рисунка 1 d в случае Xe «размягчаются» поперечные моды в точке L и в направлении Σ (мода Т1), причем, при значительно меньшем давлении. Рассмотренные трехчастичные силы усиливают этот эффект.
Проведенный анализ расчетов фононных
частот и модулей упругости
(см. [8] и ссылки
там) напряженного кристалла
показал, что межатомный потенциал
с учетом трехчастичного взаимодействия и деформации электронных оболочек атомов отражает
все существенные черты поведения кристаллов инертных газов под давлением.
Список литературы
1.
Krish M., J. Raman Spectrosc. 34, 628 (2003).
2.
Троицкая Е.П., Чабаненко В.В., Горбенко
Е.Е., ФТТ 47, 1683 (2005).
3.
Троицкая Е.П., Чабаненко В.В., Горбенко
Е.Е., ФТТ 48, 695 (2006).
4.
Троицкая Е.П., Чабаненко В.В., Горбенко
Е.Е., ФТТ 49, 2055 (2007).
5.
Троицкая Е.П., Чабаненко Вал.В.,
Жихарев И.В., Горбенко Е.Е.,
ФТТ, 53, 1555 (2011).
6.
Троицкая Е.П., Чабаненко Вал.В.,
Жихарев И.В., Горбенко Е.Е.,
Пилипенко Е.А., ФТТ 54, 1172 (2012).
7.
Троицкая Е.П., Чабаненко Вал.В.,
Жихарев И.В., Горбенко Е.Е., Пилипенко
Е.А., ФТТ 55, 347 (2013).
8.
Троицкая Е.П., Чабаненко Вал.В.,
Пилипенко Е.А., Жихарев
И.В., Горбенко Е.Е., ФТТ 55, 2218 (2013).
9.
Толпыго К.Б., Троицкая Е.П., ФТТ, 13, 1135 (1971).
10. Троицкая Е.П., Чабаненко В.В., Горбенко
Е.Е., Пилипенко Е.А., ФТТ 57, 114 (2015).
11. Zarochentsev E.V., Varyukhin V.N., Troitskaya E.P., Chabanenko Val.V., Horbenko E.E., Phys. Status Solidi (b) 243, 2672 (2006).
12. Dewhurst J.K., Ahuja R., Li S., and Johansson
B., Phys. Rev. Lett. 88, 075504 (2002).
