Численные методы моделирования свойств нанокристаллов. Нагорнов Ю.С. - 41 стр.

UptoLike

Составители: 

41
U(R)
R
ε
σ
Рис.2.1 Форма короткодействующего потенциала U
ShortRange
(R)
1.3. Учет поляризации ионов в окрестности дефектов. Оболочечная
модель
В электрическом поле реальные ионы поляризуются: электронная
оболочка смещается относительно ядра, и ион приобретает
сонаправленный с вектором напряженности поля
E
r
дипольный момент
Ep
r
r
×=
a
.
Здесь поляризуемость иона
a
- константа, характеризующая его
деформируемость, она велика для отрицательных ионов (O
2-
), внешние
электронные оболочки которых слабо связаны с ядром.
Дипольный момент взаимодействует с остальными ионами
кристалла. Кроме того, при расчете энергий образования дефектов
необходимо учитывать энергию поляризации ионов:
2
2
.
E
U
Pol
r
×=
a
Ионы идеальных кубических кристаллов не поляризованы,
поскольку кулоновский потенциал в узлах симметричен. Тем не менее, при
близких столкновениях (в молекулярной динамике) и в окрестности
заряженных дефектов ионы находятся в асимметричном окружении и
поляризуются.
В рамках модели жестких ионов можно учесть поляризацию ионов
при близких столкновениях модификацией парных потенциалов
взаимодействия U
ShortRange
(R) [12]. При рассмотрении заряженных дефектов
этого нельзя сделать. Наилучшим из простых методов учета поляризации
иона в любом окружении считается использование оболочечной модели.
Можно рассмотреть ионные кристаллы с помощью следующей
оболочечной модели со сферическими недеформируемыми оболочками.