Collective motions of atoms in crystals

Abstract

Исследуются коллективные движения атомов в молекулярно-динамической модели классического леннард-джонсовского монокристалла при нагреве до спинодального распада и последующего охлаждения расплава до спонтанной кристаллизации. Обнаружен гистерезис степени коллективности движений атомов. Для изучения коллективности движения атомов в кристаллах применяется новый численный метод, основанный на использовании четырeхточечного коррелятора. Этот коррелятор имеет смысл среднего косинуса угла между векторами смещений двух первоначально близких атомов за время $\tau$. Обнаружены две особенности: (а) коррелятор возрастает при нагреве монокристалла; (б) коррелятор для поликристалла, образовавшегося при кристаллизации, оказался выше, чем для исходного монокристалла. Построены распределения значений коррелятора по углам между смещениями. Выделены два вклада в движение атомов: анизотропный, не зависящий от температуры, и практически изотропный, распределение по углам которого имеет вид распределения Больцмана. Вычислены энергии возбуждений, соответствующих второму вкладу.