Low Temperature Physics: 42, 411 (2016); https://doi.org/10.1063/1.4952644
Физика Низких Температур: Том 42, Выпуск 5 (Май 2016), c. 526-538    ( к оглавлению , назад )

Многочастичное взаимодействие и деформация электронных оболочек атомов в динамике решетки сжатых атомарных криокристаллов

Е.П. Троицкая, Е.Е. Горбенко, Е.А. Пилипенко

Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина НАН Украины пр. Науки, 46, г. Киев, 03028, Украина
E-mail: pilipenko.katerina@mail.ru

Статья поступила в редакцию 24 ноября 2015 г.

Аннотация

Динамика решетки сжатых атомарных криокристаллов строится на основе неэмпирической версии квантово-механической теории деформируемых и поляризуемых атомов (модель Толпыго) с учетом многочастичного взаимодействия. Параметры трехчастичного взаимодействия и деформации электронных оболочек атомов, рассчитанные через интегралы перекрытия атомных орбиталей и их производные, имеют один порядок величин, что свидетельствует о необходимости их совместного рассмотрения. Учет эффектов деформации электронных оболочек атомов в дипольном приближении при расчете фононных частот приводит при больших сжатиях к «размягчению» продольных мод в точках L и X для всего ряда кристаллов Ne–Xe и поперечных мод в направлениях Ʃ и Λ для Xe. Показано, что наблюдаемое отклонение от соотношения Коши δ(p) для сжатых атомарных криокристаллов невозможно воспроизвести адекватно без учета деформации электронных оболочек атомов в квадрупольном приближении. Вклады от трехчастичного и квадрупольного взаимодействий в кристаллах Ne, Kr и Xe в значительной мере компенсируются, что обеспечивает для δ(p) слабую зависимость от давления. Получено хорошее согласие с имеющимся экспериментом рассчитанных фононных частот, модулей упругости Бирча и Фукса, отклонения от соотношения Коши для всего ряда кристаллов Ne–Xe в широком интервале давлений.

PACS: 62.50.–p Высокие давления в твердых телах и жидкостях;
PACS: 62.65.+k Акустические свойства твердых тел;
PACS: 64.10.+h Общая теория уравнения состояния и фазовое равновесие.

Ключевые слова: атомарные криокристаллы, высокое давление, многочастичное взаимодействие, квадрупольная деформация электронных оболочек атомов.

Oпубликована онлайн: 23 марта 2016 г.