Вивчення в атомовому масштабі структурних та електронних властивостей $\alpha$-цирконію з одиничними вакансіями та вакансійними кластерами
В. О. Харченко$^{1}$, Д. О. Харченко$^{1}$, С. Ву$^{2}$, Б. Вен$^{2}$, Л. Ву$^{2}$, В. Жанг$^{2}$
$^{1}$Інститут прикладної фізики НАН України, вул. Петропавлівська, 58, 40000 Суми, Київ
$^{2}$The First Institute, Nuclear Power Institute of China, 328, the 1st Section, Changshundadao Road, Shuangliu, Chengdu, China
Отримано: 25.05.2016. Завантажити: PDF
У даній роботі проведено дослідження структурних, електронних та енергетичних властивостей чистого цирконію з ізольованими вакансіями та вакансійними кластерами. Визначено значення параметра ґратниці чистого цирконію з різною концентрацією ізольованих вакансії та з бі- й тривакансіями різної конфіґурації. Проаналізовано стабільність малих кластерів вакансій, що містять бівакансії, які характеризуються різними віддалями між двома вакансіями, та тривакансії різної конфіґурації. Показано, що зі збільшенням концентрації ізольованих вакансій параметер ґратниці зменшується, в той час як значення енергії формування одиничної вакансії збільшується. Останнє вказує на те, що ізольовані вакансії при збільшенні концентрації їх будуть, як правило, утворювати кластери. При вивченні стійкости малих кластерів вакансій, що містять бі- та тривакансії, показано, що у випадку, якщо віддаль між вакансіями в кластері не перевищує значення радіюса першої координаційної сфери, відповідний вакансійний кластер буде стійким. В іншому випадку взаємодія між вакансіями у бівакансії сприяє формуванню ізольованих вакансій, в той час як тривакансії розпадаються на бівакансію та ізольовану вакансію або три ізольовані вакансії, залежно від віддалі між вакансіями у тривакансії. Проведено детальне дослідження розподілу електронної густини та густини станів для чистого цирконію з однією вакансією та найбільш стабільними конфіґураціями бі- та тривакансій.
Ключові слова: розрахунки з перших принципів, метод лінеаризованих приєднаних пласких хвиль, вакансія, енергія зв’язку, електронні властивост.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v38/i09/1195.html
PACS: 61.50.Lt, 61.72.Bb, 61.72.jd, 71.15.Ap, 71.15.Mb, 71.15.Nc, 71.20.Be, 73.22.Dj