Численные методы моделирования свойств нанокристаллов. Нагорнов Ю.С. - 53 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГУ | Тольятти

Составители: 

Рубрика: 

53
Поскольку объем кристалла на макроскопическом уровне сохраняет
электронейтральность, измерены могут быть только энергии образования
систем дефектов, суммарный эффективный заряд которых равен нулю.
Расчетные значения энергий образования именно таких дефектов можно
сравнивать с экспериментом. В кристаллах со структурой флюорита
простейшими электронейтральными системами собственных дефектов
являются пары Френкеля и трио Шоттки.
Пару Френкеля образуют вакансия и междоузельный ион, который
мог бы занимать этот вакантный узел (пару анион-вакансия часто
называют антифренкелевским дефектом). Энергию образования пары
Френкеля E
Fr
рассчитывают, полагая, что вакансия и междоузельный ион
достаточно удалены друг от друга и не взаимодействуют. Если E
V
–
энергия образования вакансии, а E
I
– энергия внедрения в междоузельную
позицию соответствующего иона, то
IVFr
EEE +=
(20)
Дефект (для UO
2
– трио) Шоттки соответствует удалению из данной
области кристалла одной молекулы, в частности – одного иона U
4+
и двух
ионов O
2-
. В кристалле UO
2
этот дефект представляет собой три
невзаимодействующие вакансии: две – в анионной подрешетке, и одну – в
катионной. Поскольку считается, что ионы из вакансий не покидают
кристалл, а связываются на его поверхности, энергия образования трио
Шоттки E
Sh
рассчитывается как разность энергии образования трех
вакансий и энергии связи кристалла, приходящейся на одну молекулу
(E
UO2
):
2
42
2
UO
U
V
O
V
Sh
EEEE -+×=
+-
. (21)
Будут рассмотрены также энергии образования дивакансии и тривакансии.
Дивакансия – катионная и анионная вакансии, расположенные в соседних
узлах. В таблице 3 приведена энергия образования трех вакансий, две из
которых образуют дивакансию, вычисленная аналогично E
Sh
(21). Так же
рассчитывалась энергия образования тривакансии – трех соответствующих
молекуле UO
2
вакансий, расположенных в соседних узлах. На рис. 7
показана структура тривакансии, этот рисунок иллюстрирует все
рассматриваемые ниже типы дефектов.

Страницы