О применимости потенциалов модели погруженного атома (ЕАМ) к жидким кремнию и германию

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Предложены потенциалы модели погруженного атома (ЕАМ – embedded atom model) для жидких кремния и германия. Потенциалы рассчитаны по дифракционным данным с помощью алгоритма Шоммерса и представлены в виде таблиц, а также в виде кусочно-непрерывных полиномов. Каждый парный вклад в потенциал имеет вид, близкий к жесткосферному со ступенькой вниз. Рассчитаны свойства жидких Si и Ge при температурах до 2000 К: плотность, энергия, модуль всестороннего сжатия, коэффициенты самодиффузии. Отмечено, что согласие с опытом хорошее. Установлено, что при обычных плотностях жидких Si и Ge направленность связи практически полностью исчезает после плавления. Предполагается, что направленность связи может появиться при нагревании и уменьшении плотности расплавов в 2–3 раза.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. К. Белащенко

Национальный исследовательский технологический университет МИСИС

Автор, ответственный за переписку.
Email: dkbel75@gmail.com
Россия, Москва

Список литературы

  1. Waseda Y. The Structure of Non-Crystalline Materials. Liquids and Amorphous Solids. N.Y.: McGraw-Hill, 1980.
  2. Funamori N., Tsuji K. // Phys. Rev. Lett. 2002. V. 88. P. 255508.
  3. Demchuk T., Bryk T., Seitsonen A.P. et al. // arXiv:2009.00834. https://doi.org/10.48550/arXiv.2009.00834
  4. Assael M.J., Armyra I.J., Brillo J. et al. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 2012. V. 41. № 3. https://doi.org/10.1063/1.4729873
  5. Глазов В.М., Чижевская С.Н, Глаголева Н.Н. Жидкие полупроводники. М.: Наука, 1967.
  6. Гурвич Л.А., Вейц И.В., Медведев В.А. и др. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. Т. 2. Кн.2. М.: Наука, 1979.
  7. Desai P.D. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 1986. V. 15. № 3. P. 967.
  8. Текучев В.В. Акустические и физико-химические свойства электронных расплавов. Волгоград. 2016.
  9. Регель А.Р., Глазов В.М. Физические свойства электронных расплавов. М.: Наука, 1980.
  10. Weis H., Kargl F., Kolbe M. et al. // J. Phys.: Condens. Matter. 2019. V. 31. P. 455101.
  11. Luo Sheng-Nian, Ahrens T.J., Asimow P.D. // J. Geophys. Res. 2003. V. 108. № B9. P. 2421. https://doi.org/10.1029/2002JB002317.
  12. Oleynik I.I., Zybin S.V., Elert M.L., White C.T. // CP845 “Shock Compression in Condensed Matter”. Ed. M.D. Furnish et al. 2005. P. 413.
  13. Stillinger F.H., Weber T.A. // Phys. Rev. B. 1985. V. 31. P. 5262.
  14. Dziedzic J., Principi E., Rybicki J. // J. Non-Cryst. Solids. 2006. V. 352. P. 4232.
  15. Jadhav P.P., Dongale T.D., Vhatkar R.S. // AIP Conference Proceedings 2162, 020038 (2019). https://doi.org/10.1063/1.5130248
  16. Tersoff J. // Phys. Rev. B. 1988. V. 38. P. 9902; 1989. V. 39. P. 5566.
  17. Ishimaru M., Yoshida K., Motooka T. // Phys. Rev. B. 1996. V. 53. № 11. P. 7176.
  18. Cook S.J., Clancy P. // Phys. Rev. B. 1993. V. 47. P. 7686.
  19. Bazant M.Z., Kaxiras E. // Phys. Rev. Lett. 1996. V. 77. P. 4370.
  20. Luo J., Zhou Ch., Cheng Y., Liu L. // J. Crystal Growth. 2020. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2020.125785
  21. Štich I., Car R., Parrinello M. // Phys. Rev. B. 1991. V. 44. P. 4262.
  22. NIST. IPS Interatomic Potentials Repository: www.ctcms.nist.gov/potentials/refs.html
  23. Baskes M.I. // Phys. Rev. B. 1992. V. 46. P. 2727. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.46.2727
  24. Baskes M.I., Nelson J.S., Wright A.F. // Phys. Rev. B. Condens. Matter. 1989. V. 40. № 9. P. 6085. https://doi.org/10.1103/physrevb.40.6085
  25. Starikov S.V., Lopanitsyna N.Yu., Smirnova D.E., Makarov S.V. // Computational Materials Science. 2018. V. 142. P. 303.
  26. Starikov S., Gordeev I., Lysogorskiy Yu. et al. // Computational Materials Science. 2020. V. 184. P. 109891. https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2020.109891
  27. Daw M.S., Baskes M.I. // Phys. Rev. B. 1984. V. 29. № 12. P. 6443.
  28. Schommers W. // Phys. Rev. A. 1983. V. 28. P. 3599.
  29. Belashchenko David K. Liquid Metals. From Atomistic Potentials to Properties, Shock Compression, Earth’s Core and Nanoclusters. NOVA Science Publushers. NY.
  30. Zhu Z.G., Liu C.S. // Phys. Rev. B. 2000. V. 61. № 14. P. 9322.
  31. Hayashi M., Yamada H., Nabeshima N., Nagata K. // Int. J. Thermophysics. 2007. V. 28. № 1. P. 83. https://doi.org/10.1007/s10765-007-0151-9
  32. Chelikowsky J.R., Troullier N., Binggeli N. // Phys. Rev. B. 1994. V. 49. P. 114.
  33. Yu W., Wang Z.Q., Stroud D. // Phys. Rev. B. 1996. V. 54. № 19. P. 13946.
  34. Белащенко Д.К // Журн. физ. химии. 2019. T. 93. № 6. C. 877.
  35. Speedy R.J. // Mol. Physics. 1987. V. 62. № 2. P. 509.
  36. Бeлaщeнкo Д.K. // Physics–uspekhi. 2013. V. 183. № 12. P. 1176.
  37. Alteholz Th., Hoyer W. // J. Non-Cryst. Solids. 1999. V. 250–252. P. 48.
  38. Petkov V., Takeda S., Waseda Y., Sugiyama K. // J. Non-Cryst. Solids. 1994. V. 168. P. 97.
  39. Sato Y., Nishizuka T., Tachikawa T. et al. // High Temperatures – High Pressures. 2000. V. 32. P. 253.
  40. Tsuchiya Y. // J. Phys. Soc. Japan. 1991. V. 60. № 1. P. 227.
  41. Masaki T., Itami T. // “Modeling and Precise Experiments of Diffusion Phenomena in Melts under Microgravity” Annual Reports. 2002, NASDA-TMR-030005E.
  42. Kato M., Minowa S. // Trans. Iron Steel Institute of Japan. 1969. V. 9. P. 39.
  43. Tsuji K., Mori T., Hattori T. et al. // 2000B0087-CD-np BL04B1.
  44. Kōga J., Okumura H., Nishio K. et al. // Phys. Rev. B. 2002. V. 66. P. 064211.
  45. Kishimura H., Matsumoto H., Thadhani N.N. // J. Physics: Conference Series. 2010. V. 215. Р. 012145. https://doi.org/10.1088/1742-6596/215/1/012145
  46. Ding K., Andersen H.C. // Phys. Rev. B. 1986. V. 34. № 10. P. 6987.
  47. Kim Eun Ha, Shin Young-Han, Lee Byeong-Joo // Computer Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry. 2008. V. 32. P. 34.
  48. Zuo Y., Chen C., Li X. et al. // J. Phys. Chem. A. 2019. V. 124. № 4. P. 731. https://doi.org/10.1021/acs.jpca.9b08723
  49. Kresse G., Hafner J. // Phys. Rev. B. 1994. V. 49. № 20. P. 14251.
  50. Белащенко Д.К. // Кристаллография. 1998. Т. 43. № 3. С. 400.
  51. Kulkarni R.V., Aulbur W.G., Stroud D. // Phys. Rev. B. 1997. V. 55. P. 6896.
  52. Lucas L.D., Urbain G. // C. r. Acad. Sci. 1962. V. 255. № 19. P. 2414.
  53. Munejiri S., Shimojo F., Hoshino K., Itami T. // NASDA, Tsukuba 305–8505, Japan
  54. Hoshino K. // J. Phys.: Condens. Matter. 2009. V. 21. No 47. P. 474212. https://doi.org/10.1088/0953-8984/21/47/474212

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Парная корреляционная функция Si при 1773 К: 1 – дифракционные данные [1], 2 –модель с потенциалом ЕАМ.

Скачать (86KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Парный вклад в потенциал ЕАМ жидкого кремния. Алгоритм Шоммерса.

Скачать (63KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Частота появления КЧ Z в модели жидкого кремния при 1690 К. Радиус координационной сферы 3.05 Å: 1 – потенциал ЕАМ, 2–1800 K, метод ab initio [21].

Скачать (98KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Азимутальные углы θ в модели Si при 1733 К.

Скачать (123KB)
Метаданные
6. Рис. 5. ПКФ жидкого германия: 1 – дифракционные данные при 1253 К [1], 2 – модель с потенциалом ЕАМ. Невязка Rg = 0.020.

Скачать (108KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Парный вклад в потенциал ЕАМ германия, 1253 К.

Скачать (82KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Координационные числа модели германия при 1253 К. Радиус сферы ближайших соседей 3.6 Å.

Скачать (89KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Азимутальные углы в модели Ge при 1253 К: 1 – радиус сферы ближайших соседей 3.6 Å, 2 – радиус сферы 2.8 Å.

Скачать (146KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».