Снова о кинетической среднеполевой модели Мартана: частотно-шумовой подход в сравнении с методом Монте-Карло

Андрей Гусак, Татьяна Запорожец

Черкасский национальный университет имени Богдана Хмельницкого, бульв. Шевченка, 81, 18031 Черкассы, Украина

Получена: 17.06.2018. Скачать: PDF

Предложено развитие нелинейной кинетической среднеполевой модели Жоржа Мартана 1990 года. Показано, что в приближении квазистационарности она соответствует модели Хачатуряна. Строго доказано, что модель Мартана и её 3$D$-версия всегда обеспечивают уменьшение свободной энергии и не позволяют моделировать преодоление барьера свободной энергии вместе с зародышеобразованием. Для реализации процессов зародышеобразования в среднеполевых моделях необходимо вводить шум. В отличие от распространённого способа введения шума (как шума концентрации), мы вводим шум частоты обменов местами посредством скачков как основную причину флуктуаций. Новый метод называется SKMF (Stochastic Kinetic Mean Field). В этой работе исследуются и сравниваются дисперсия и пространственные корреляции флюктуаций концентрации, полученные с помощью трёх методов — прямого моделирования методом Монте-Карло, численного моделирования по методу SKMF, аналитического приближения в рамках SKMF. Сравнение этих методов подтверждает соответствие определённой амплитуды шума частоты усреднению по соответствующему конечному количеству Монте-Карло-запусков (по конечному числу копий канонического ансамбля).

Ключевые слова: кинетика, среднеполевое приближение, диффузия, шум, флуктуация, корреляция, вероятность.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v40/i11/1415.html

PACS: 05.40.Ca, 61.72.Bb, 64.60.Cn, 64.60.De, 66.30.Ny, 66.30.Pa, 81.30.Hd


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. J. S. Rowlinson, Journal of Statistical Physics, 20, No. 2: 197 (1979). Crossref
  2. A. A. Vlasov, Many-Particle Theory and Its Application to Plasma (New York: Gordon and Breach: 1961); A. A. Vlasov, Teoriya Mnogikh Chastits. 2nd Ed. (Moscow: LIBROKOM: 2012).
  3. A. A. Vlasov, Non-Local Statistical Mechanics (Moscow: Nauka: 1978) (in Russian).
  4. W. Anderson, Phys. Rev., 79, No. 4: 705 (1950). Crossref
  5. P. O. Löwdin, Phys. Rev., 97, No. 6: 1490 (1955). Crossref
  6. R. H. Fowler and E. A. Guggenheim, Proc. of the Royal Society of London. Series A, Mathematical and Physical Sciences (1940), vol. 174, p. 189. Crossref
  7. A. Khachaturyan, Theory of Structural Transformations in Solids (New York: John Wiley & Sons: 1983).
  8. G. Martin, Phys. Rev. B, 41, No. 4: 2279 (1990). Crossref
  9. N. V. Storozhuk, K. V. Sopiga, and A. M. Gusak, Philos. Mag., 93, No. 16: 1999 (2013). Crossref
  10. Z. Erdélyi, I. A. Szabó, and D. L. Beke, Phys. Rev. Lett., 89, No. 16: 165901-1 (2002). Crossref
  11. Z. Erdélyi, M. Sladecek, L. M. Stadler, I. Zizak, G. A. Langer, M. Kis-Varga, D. L. Beke, and B. Sepiol, Science, 306: 1913 (2004). Crossref
  12. T. M. Radchenko, V. A. Tatarenko, and H. Zapolsky, Solid State Phenomena, 138: 283 (2008). Crossref
  13. S. M. Bokoch, V. A. Tatarenko, and I. V. Vernyhora, Uspehi Fiziki Metallov, 13: 269 (2012). Crossref
  14. T. M. Radchenko and V. A. Tatarenko, Uspehi Fiziki Metallov, 9, No. 1: 1 (2008) (in Ukrainian). Crossref
  15. M. A. Ivanov, M. M. Churakov, and V. I. Glushchenko, Physics of Metals and Metallography, 88, No. 2: 12 (1999) (in Russian).
  16. Y. Wang, L. Chen, and A. Khachaturyan, Solid-to-Solid Phase Transformations (PTM’94, 1994), p. 245.
  17. Y. Wang, D. Banerjee, C. C. Su, and A. G. Khachaturyan, Acta Mater., 46, No. 9: 2983 (1998). Crossref
  18. Z. Erdélyi, M. Pasichnyy, V. Bezpalchuk, J. J. Tomán, B. Gajdics, and A. M. Gusak, Computer Physics Communications, 204: 31 (2016). Crossref
  19. V. M. Bezpalchuk, M. O. Pasichnyy, and A. M. Gusak, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 38, No. 9: 1135 (2016) (in Ukrainian). Crossref
  20. V. M. Bezpalchuk, A. M. Gusak, and R. Kozubski, Uspehi Fiziki Metallov, 18, No. 3: 205 (2017). Crossref
  21. V. M. Bezpalchuk, D. S. Rusenko, and A. M. Gusak, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 39, No. 7: 865 (2017) (in Ukrainian). Crossref
  22. A. S. Abyzov and J. W. Schmelzer, J. Non-Crystalline Solids, 384: 8 (2014). Crossref
  23. J. W. Schmelzer, A. S. Abyzov, and J. Möller, J. Chem. Phys., 121, No. 14: 6900 (2004). Crossref
  24. V. Bezpalchuk, R. Kozubski, M. Pasichnyy, and A. Gusak, Defect and Diffusion Forum, 383: 59 (2018).
  25. A. M. Gusak, F. Hodaj, and G. Schmitz, Philos. Mag. Lett., 91, No. 9: 610 (2011). Crossref
  26. A. M. Gusak, T. V. Zaporozhets, Y. O. Lyashenko, S. V. Kornienko, M. O. Pasichnyy, and A. S. Shirinyan, Diffusion-Controlled Solid State Reactions: in Alloys, Thin-Films, and Nanosystems (New York: John Wiley & Sons: 2010). Crossref