Энергия Фононов И Нулевых Колебаний В Сжатых Кристаллических Инертных Газах

Abstract

A dynamic matrix of rare-gas crystals is constructed on the basis of a nonempirical short-range repulsion potential taking into account the three-body interaction and dipole-type deformation of the electron shells of atoms in the two- and three-body approximations in the model of deformable and polorizable atoms. Ab initio calculations of the phonon energy for compressed rare-gas crystals were performed at the two and ten mean-value points of the Chadi-Cohen method in a wide pressure range. It is shown that the contribution of three-body forces associated with the overlap of the electron shells of nearest-neighbor atoms in the phonon frequencies is small against the background of pair interaction, even at high pressure and most noticeable in Xe. The contribution of the deformation of the electron shells in the two- and three-body approximations is different for the different mean-value points and increases with increasing pressure. Comparison of the zero-point energy calculated by the Chadi-Cohen method for compressed crystals of the Ne–Xe series was performed with the available experiment at p=0 and the results of other authors.

Удельная Теплоемкость И Температура Дебая Сжатого Кристаллического Неона В Модели Деформируемых Атомов

“…Для нахождения фононных частот в любой точке зоны Бриллюэна необходимо построить динамическую матрицу [14]. В используемой модели Толпыго помимо смещений остовов, описываемых компонентами дипольного момента p α = eu α , введены внутренние степени свободы P, характеризующие состояния электронных оболочек.…”

“…В работе [20] на основе двух точек главного значения метода Чади-Коэна [17] были проведены расчеты фононных частот для кристаллического Ne в моделях M3 (парное взаимодействие в короткодействующем потенциале отталкивания без учета деформации электронных оболочек атома) и M3a (парное взаимодействие и учет деформации электронных оболочек атома в парном приближении). В недавней работе [14] были рассчитаны энергия фононов и энергии нулевых колебаний в двух и десяти точках для КИГ при различных сжатиях…”

“…Лучшее согласие с экспериментом по теплоемкости должны давать теории, наиболее точно описывающие фононный спектр, так как C V (T ) однозначно им определяется. Учет трехчастичных сил, обязанных своим появлением как перекрытию электронных оболочек атома, так и их деформации позволяет получить набор фононных частот [14], который дает лучшее согласие с экспериментом по теплоемкости, по сравнению с расчетами в модели М3а, где трехчастичное взаимодействие не учитывается [25,26].…”

“…Пилипенко, Е.Е. Горбенко В предыдущей работе [14] в модели деформируемых и поляризуемых атомов нами была построена динамическая матрица КИГ на основе неэмпирического короткодействующего потенциала отталкивания с учетом трехчастичного взаимодействия и деформации электронных оболочек атомов дипольного типа в парном и трехчастичном приближениях. Были проведены ab initio расчеты энергии фононов для сжатых кристаллов инертных газов в двух и десяти точках главного значения метода Чади-Коэна в широком интервале давлений.…”

“…В связи с этим важно рассчитать широкий круг динамических и термодинамических характеристик сжатых КИГ из первых принципов, применяя единый подход, позволяющий описать как многочастичное взаимодействие в короткодействующем потенциале отталкивания, так и взаимодействие Ван-дер-Ваальса, которое представляет собой результат взаимного деформирующего и поляризующего действия атомов друг на друга. В предыдущей работе [14] на основе неэмпирической версии квантово-механической модели деформируемых и поляризуемых атомов (модель Толпыго, см. [15] и Е.П.…”