Упругие свойства легких кристаллов инертных газов под давлением в модели деформируемых атомов

Abstract

Количественный анализ в рамках модели остова и деформируемой оболочки на основе неэмпирической версии модели К.Б. Толпыго позволил обосновать модель и приближение для расчета многочастичного взаимодействия при описании упругих свойств в области металлизации Ne и Ar. Трехчастичное взаимодействие уточняется за счет учета вкладов всех интегралов перекрытия внешних p-орбиталей в параметры. Проведено исследование поведения вкладов трехчастичного и квадрупольного взаимодействий в модули упругости Бирча и в отклонение от соотношения Коши δ в широком интервале давлений. В случае Ar преобладает многочастичное взаимодействие, сжатый Ar имеет отрицательное значение отклонения от соотношения Коши, абсолютная величина которого увеличивается с ростом давления. Вклады от многочастичного и квадрупольного взаимодействий в Ne с хорошей точностью компенсируются, что обеспечивает для δ положительную величину, слабо зависящую от давления. Согласие с экспериментом рассчитанных модулей упругости и отклонения от соотношения Коши хорошее.

Кількісний аналіз у рамках моделі остову й оболонки, яка деформується, на основі неемпіричної версії моделі К.Б. Толпиго дозволив обґрунтувати модель і наближення для обчислення багаточасткової взаємодії при опису пружних властивостей в області металізації Ne й Ar. Трьохчасткова взаємодія уточнюється за рахунок урахування внесків від інтегралів перекриття зовнішніх р-орбіталей у параметри. Проведено дослідження поведінки внесків трьохчасткової та квадрупольної взаємодій у модулі пружності Бірча та у відхилення від співвідношення Коші δ в широкому інтервалі тискiв. У випадку Ar переважає багаточасткова взаємодія, стиснений Ar має від’ємне значення відхилення від співвідношення Коші, величина якого зростає зі збільшенням тиску. Внески від багаточасткової та квадрупольної взаємодій у Ne з хорошою точністю компенсуються, що забезпечує для δ додатну величину, яка слабо залежить від тиску. Узгодження з експериментом обчислених модулів пружності й відхилення від співвідношення Коші добре.

In this work, we construct the nonempirical version of the model of lattice dynamics with deformable atoms, which was developed by K.B. Tolpygo for rare-gas crystals. This model, within a unified approach, allows one to obtain both the short-range three-body interaction and the quadrupole interaction associated with the quadrupole-type deformation of electron shells of the atoms during the displacements of the nuclei.