Self-consistent calculations of the dynamic, thermodynamic and elastic properties of a lattice of atomic crystals

• Autorzy: Malinowska-Adamska C. , Słoma P.

Warianty tytułu

PL

Właściwości dynamiczne, termodynamiczne i sprężyste kryształów pierwiastków w teorii pola samouzgodnionego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The application of the self-consistent phonon theory (SCPT) formulated by Plakida and Siklós on the basis of the double-time Green's function method to the atomic crystals: rare gas solids (RGS), quantum crystals (QC) and metallic crystals (MC) is discussed. The special attention is given in theoretical investigation of the dynamic, thermodynamic and elastic properties of fcc and bcc structures using the reduced all-neighbours approximation of SCPT. The interatomic interactions in the mentioned crystals are described by the various models, among them by the generalized (exp,m) Buckingham, (n,m) Lennard-Jones and (exp,exp) Morse self-consistent potentials. The potential parameters are determined self-consistently with the help of the zero-point experimental data: the lattice constant, sublimation energy, compressibility and Debye characteristic temperature. Within numerical calculations we study the influence of the number of "important" shells of neighbours on temperature and pressure variations of the selected physical properties of atomic crystals. The computed results are compared with available experimental data.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości dynamicznych, termodynamicznych i sprężystych kryształów pierwiastków gazów szlachetnych (RGS) oraz kryształów kwantowych (QC) i metalicznych (MC). Analityczny opis został wykonany w przybliżeniu wszystkich sąsiadów teorii pola samouzgodnionego Plakidy i Siklósa, opartej na metodzie dwuczasowych temperaturowych funkcji Greena. Oddziaływania międzyatomowe w sieci ww. kryształów pierwiastków aproksymowano uogólnionymi 4-parametrowymi krzywymi (exp,m) Buckinghama, (exp,exp) Morse oraz (n,m) Lennarda-Jonesa. Parametry krzywych potencjalnych zostały wyznaczone w funkcji liczby powłok "i" kolejnych sąsiadów (tab. 1 i 2) w oparciu o dane doświadczalne dla stałych sieci, energii sublimacji, ściśliwości oraz temperatury charakterystycznej Debye'a. Szczegółowe obliczenia numeryczne dla odległości najbliższych sąsiadów L, energii wewnętrznej E (tab. 3 i 4) oraz izotermicznego modułu sprężystości BT (tab. 5) dla trzech grup kryształów pierwiastków zostały porównane z danymi doświadczalnymi.

Słowa kluczowe

EN

self-consistent phonon theory; properties of atomic crystals

PL

teoria pola samouzgodnionego; właściwości kryształów pierwiastków

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej
• Czasopismo: Scientific Bulletin. Physics / Lodz University of Technology
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 28
• Strony: 33--44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz.

Twórcy

autor

Malinowska-Adamska C.

autor

Słoma P.

• Institute of Physics, Technical University of Łódź

Bibliografia

• [1] Leibfried G., Ludwig W.: Solid State Phys. 12 (1961) 275.
• [2] Cowley R.A.: Rep. Prog. Phys. 31 (1968) 123.
• [3] Klein M.L., Horton G.K., Feldman J.L.: Phys. Rev. 148 (1969) 968.
• [4] Koehler T.R., Phys. Rev. Lett. 18 (1967) 654.
• [5] Gillis N.S., Koehler T.R., Werthamer N.R.: Phys. Rev. 175 (1967) 654.
• [6] Horner H.: Z. Phys. 205 (1967) 72.
• [7] Plakida N.M., Siklós T.: Acta Phys. Hungarica 45 (1978) 37.
• [8] Horton G.K.: Phys. Rev. 36 (1968) 93.
• [9] Hafemeister D.W.: J. Phys. Chem. Sol. 30 (1969) 117.
• [10] Shu Zhen, Davies G.J.: Phys. Stat. Sol. (a)78 (1983) 595.
• [11] Singh R.K., Neb D.K.: Phys. Stat. Soi. (b)112 (1982) 735.
• [12] Malinowska-Adamska C.: Acta Phys. Hungarica 71 (1992) 179.
• [13] Malinowska-Adamska C., Maciejewska L, Tomaszewski J.: Proc. SPIE, Liquid and Solid State Crystals: Physics Technology and Applications Vol 1845 (1992) 224.
• [14] Malinowska-Adamska C.: Acta Phys. Hungarica 59 (1986) 257; 69 (1991) 71; 71 (1992) 201.
• [15] Malinowska-Adamska C., Tomaszewski J., Słoma P.: Phys. Stat. Sol. (b)219 (2000) 229.
• [16] Malinowska-Adamska C.: Proc. SPIE, Single Crystal Growth, Characterization and Applications, Vol 3724 (1999) 94.
• [17] Malinowska-Adamska C., Tomaszewski J., Słoma P.: Phys. Stat. Sol. (b)240 (2003) 55.
• [18] Malinowska-Adamska C., Kędrzyński T.: Sci. Bull. Tech. Univ. Łódź, No 625 s. Physics Vol. 11(1992)83.
• [19] Tomaszewski J., Malinowska-Adamska C., Słoma P.: Proc. SPIE, Growth, Characterization and Applications of Single Crystals, Vol 4412 (2001) 231.
• [20] Akgűn L, Ugur G.: Nuovo Cimento, 20 (1998) 1594.
• [21] Malinowska-Adamska C., Słoma P., Tomaszewski J.: Sci. Bull. Tech. Univ. Łódź, No 973 s. Physics Vol. 25 (2005) 53.
• [22] Malinowska-Adamska C., Słoma P., Tomaszewski J.: J. Phys.: Condensed Matter, 18(2006)751.
• [23] Malinowska-Adamska C., Słoma P., Tomaszewski J.: Sci. Bull. Tech. UniŁódź, No 991 s. Physics Vol. 27 (2006) 43.
• [24] Fürth R.: Proc. Roy. Soc. A183 (1944) 87.
• [25] Plakida N.M., Siklós T.: Phys. Stat. Sol. 39 (1970) 171
• [26] Siklós T., Aksienov V.L.: Phys. Stat. Sol. (b)50 (1972) 171.
• [27] Aselm A.I.: Introduction to Statistical Physics and Thermodynamics, PWN Warsaw, 1980.
• [28] Pandorf R.C., Edwards D.O.: Phys. Rev. 169 (1968) 222.
• [29] Edwards D.O., Pandorf R.C.: Phys. Rev. 140 (1965) A816.
• [30] Pollack G.L.: Rev. Mod. Phys. 36 (1964) 748.
• [31] Peterson O.G., Batchelder D.N., Simmons R.O.: Phys. Rev. 150 (1966) 703.
• [32] Losee D.L., Simmons R.O.: Phys. Rev. 172 (1968) 944.