ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ДИСКРЕТНОГО БРИЗЕРА В КРИСТАЛЛЕ Pt3Al С БИВАКАНСИЕЙ Pt
1,2, М.1, 1
1Алтайская государственная академия образования им. , Бийск
2Алтайский государственный технический университет им. , Барнаул
тел: +7-923-648-06-74, e-mail: *****@***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:
где D – энергетический параметр, соответствующий глубине потенциальной ямы, a – 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. , Письма о материалах 1(2), 78 (2011).
4. , 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. , , ФПСМ 11, 2 (2014).
