Компьютерное моделирование и аналитическое описание дефектов структуры в двумерных кристаллах ограниченных размеров: свободная граница, дислокации, краудионы
Рассмотрены 2D кристаллы ограниченных размеров, образованные атомами с центрально-симметричным взаимодействием между ними (потенциал Леннарда–Джонса). Методами молекулярной динамики установлена атомная структура кластеров приблизительно круговой формы с радиусами нанометрового масштаба. Исследованы...
Saved in:
| Published in: | Физика низких температур |
|---|---|
| Date: | 2018 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
2018
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/176199 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Компьютерное моделирование и аналитическое описание дефектов структуры в двумерных кристаллах ограниченных размеров: свободная граница, дислокации, краудионы / В.Д. Нацик, С.Н. Смирнов, В.И. Белан // Физика низких температур. — 2018. — Т. 44, № 7. — С. 877-886. — Бібліогр.: 27 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-176199 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Нацик, В.Д. Смирнов, С.Н. Белан, В.И. 2021-02-04T07:07:49Z 2021-02-04T07:07:49Z 2018 Компьютерное моделирование и аналитическое описание дефектов структуры в двумерных кристаллах ограниченных размеров: свободная граница, дислокации, краудионы / В.Д. Нацик, С.Н. Смирнов, В.И. Белан // Физика низких температур. — 2018. — Т. 44, № 7. — С. 877-886. — Бібліогр.: 27 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 02.70.Ns, 07.05.Tp, 61.72.Bb, 61.72.J− https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/176199 Рассмотрены 2D кристаллы ограниченных размеров, образованные атомами с центрально-симметричным взаимодействием между ними (потенциал Леннарда–Джонса). Методами молекулярной динамики установлена атомная структура кластеров приблизительно круговой формы с радиусами нанометрового масштаба. Исследованы отклонения атомных конфигураций от идеальной решетки 2D кристалла, обусловленные как свободной границей кластера, так и внедренными в его центр дефектами — дислокацией и краудионом. Вычислены значения собственных энергий этих дефектов, проанализированы их зависимости от радиуса кластера и параметров потенциала межатомного взаимодействия. Методами континуальной механики кристаллов описаны особенности однородной упругой деформации 2D кристаллических круга и полосы по сравнению с деформацией 3D кристаллических шара и стержня. Об-суждены двумерные аналоги основных характеристик упругости — коэффициента сжатия, модуля Юнга, модуля сдвига и коэффициента Пуассона, а также их связь с коэффициентами Ламэ. Установлены зависимости всех перечисленных параметров упругости от параметров потенциала межатомного взаимодействия, а также получены оценки для эффективных размеров ядер дислокации и краудиона. Розглянуто 2D кристали обмежених розмірів, які утворені атомами з центрально-симетричною взаємодією (потенціал Леннарда–Джонса). Методами молекулярної динаміки встановлено атомну структуру кластерів приблизно кругової форми з радіусами нанометрового масштабу. Досліджено відхилення атомних конфігурацій від ідеальної гратки 2D кристала, котрі обумовлені як вільною границею кластера, так і впровадженими у його центр дефектами — дислокацією та краудіоном. Обчислено значення власних енергій цих дефектів, проаналізовано їх залежність від радіуса кластера та параметрів потенціалу міжатомної взаємодії. Методами континуальної механіки кристалів описано особливості однорідної пружної деформації 2D кристалічних круга та полоси у порівнянні з деформацією 3D кристалічних сфери та стрижня. Обговорено двовимірні аналоги основних характеристик пружності — коефіцієнта стискання, модуля Юнга, модуля зсуву та коефіцієнта Пуассона, а також їх зв’язок з коефіцієнтами Ламе. Встановлено залежність всіх перерахованих параметрів пружності від параметрів потенціалу міжатомної взаємодії, а також одержано оцінки для ефективних розмірів ядер дислокації та краудіона. 2D limited in size crystals being generated of atoms with centrally symmetric interatomic interaction (the Lennard-Jones potential) were discussed. The atomic structure of approximately circular clusters of nanometer scale radius was established by molecular dynamics methods. The deviations of the atomic configurations from the perfect lattice of 2D crystal caused by both free boundary of cluster and interstitial defects in its centre (dislocation and crowdion) were investigated. The self energy of these defects was evaluated; their dependences on the cluster radius and the parameters of the interatomic interaction potential were analyzed. The features of homogeneous elastic deformation of 2D crystalline circle and band as compared to the deformation of 3D crystalline sphere and rod were described by continual mechanics methods. The two-dimensional analogues of fundamental elastic characteristics (modulus of compression, Young modulus, shear modulus, Poisson's ratio and their relationship with Lamé coefficients) were discussed. The dependences of the listed parameters of elasticity on the parameters of the interatomic interaction potential were established as well as the estimates of the effective core sizes of dislocation and crowdion were obtained. Данная работа была выполнена с использованием вычислительных ресурсов грид-кластера ILTPE — Физико-технический институт низких температур им. Б.И. Веркина Национальной академии наук Украины, Харьков. Авторы искренне признательны А.С. Ковалеву за интерес к работе и полезные дискуссии. ru Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України Физика низких температур Динамика нелинейных упругих сред Компьютерное моделирование и аналитическое описание дефектов структуры в двумерных кристаллах ограниченных размеров: свободная граница, дислокации, краудионы Computer simulation and analytic description of the structural defects in two-dimensional limited in size crystals: free boundary, dislocations, crowdions Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Компьютерное моделирование и аналитическое описание дефектов структуры в двумерных кристаллах ограниченных размеров: свободная граница, дислокации, краудионы |
| spellingShingle |
Компьютерное моделирование и аналитическое описание дефектов структуры в двумерных кристаллах ограниченных размеров: свободная граница, дислокации, краудионы Нацик, В.Д. Смирнов, С.Н. Белан, В.И. Динамика нелинейных упругих сред |
| title_short |
Компьютерное моделирование и аналитическое описание дефектов структуры в двумерных кристаллах ограниченных размеров: свободная граница, дислокации, краудионы |
| title_full |
Компьютерное моделирование и аналитическое описание дефектов структуры в двумерных кристаллах ограниченных размеров: свободная граница, дислокации, краудионы |
| title_fullStr |
Компьютерное моделирование и аналитическое описание дефектов структуры в двумерных кристаллах ограниченных размеров: свободная граница, дислокации, краудионы |
| title_full_unstemmed |
Компьютерное моделирование и аналитическое описание дефектов структуры в двумерных кристаллах ограниченных размеров: свободная граница, дислокации, краудионы |
| title_sort |
компьютерное моделирование и аналитическое описание дефектов структуры в двумерных кристаллах ограниченных размеров: свободная граница, дислокации, краудионы |
| author |
Нацик, В.Д. Смирнов, С.Н. Белан, В.И. |
| author_facet |
Нацик, В.Д. Смирнов, С.Н. Белан, В.И. |
| topic |
Динамика нелинейных упругих сред |
| topic_facet |
Динамика нелинейных упругих сред |
| publishDate |
2018 |
| language |
Russian |
| container_title |
Физика низких температур |
| publisher |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Computer simulation and analytic description of the structural defects in two-dimensional limited in size crystals: free boundary, dislocations, crowdions |
| description |
Рассмотрены 2D кристаллы ограниченных размеров, образованные атомами с центрально-симметричным взаимодействием между ними (потенциал Леннарда–Джонса). Методами молекулярной динамики установлена атомная структура кластеров приблизительно круговой формы с радиусами нанометрового масштаба. Исследованы отклонения атомных конфигураций от идеальной решетки 2D кристалла, обусловленные как свободной границей кластера, так и внедренными в его центр дефектами — дислокацией и краудионом. Вычислены значения собственных энергий этих дефектов, проанализированы их зависимости от радиуса кластера и параметров потенциала межатомного взаимодействия. Методами континуальной механики кристаллов описаны особенности однородной упругой деформации 2D кристаллических круга и полосы по сравнению с деформацией 3D кристаллических шара и стержня. Об-суждены двумерные аналоги основных характеристик упругости — коэффициента сжатия, модуля Юнга, модуля сдвига и коэффициента Пуассона, а также их связь с коэффициентами Ламэ. Установлены зависимости всех перечисленных параметров упругости от параметров потенциала межатомного взаимодействия, а также получены оценки для эффективных размеров ядер дислокации и краудиона.
Розглянуто 2D кристали обмежених розмірів, які утворені атомами з центрально-симетричною взаємодією (потенціал Леннарда–Джонса). Методами молекулярної динаміки встановлено атомну структуру
кластерів приблизно кругової форми з радіусами нанометрового масштабу. Досліджено відхилення
атомних конфігурацій від ідеальної гратки 2D кристала, котрі обумовлені як вільною границею кластера,
так і впровадженими у його центр дефектами — дислокацією та краудіоном. Обчислено значення власних енергій цих дефектів, проаналізовано їх залежність від радіуса кластера та параметрів потенціалу
міжатомної взаємодії. Методами континуальної механіки кристалів описано особливості однорідної
пружної деформації 2D кристалічних круга та полоси у порівнянні з деформацією 3D кристалічних сфери та стрижня. Обговорено двовимірні аналоги основних характеристик пружності — коефіцієнта стискання, модуля Юнга, модуля зсуву та коефіцієнта Пуассона, а також їх зв’язок з коефіцієнтами Ламе.
Встановлено залежність всіх перерахованих параметрів пружності від параметрів потенціалу міжатомної
взаємодії, а також одержано оцінки для ефективних розмірів ядер дислокації та краудіона.
2D limited in size crystals being generated of atoms
with centrally symmetric interatomic interaction (the
Lennard-Jones potential) were discussed. The atomic
structure of approximately circular clusters of nanometer scale radius was established by molecular dynamics methods. The deviations of the atomic configurations from the perfect lattice of 2D crystal caused
by both free boundary of cluster and interstitial defects
in its centre (dislocation and crowdion) were investigated. The self energy of these defects was evaluated;
their dependences on the cluster radius and the parameters of the interatomic interaction potential were analyzed. The features of homogeneous elastic deformation of 2D crystalline circle and band as compared
to the deformation of 3D crystalline sphere and rod
were described by continual mechanics methods. The
two-dimensional analogues of fundamental elastic
characteristics (modulus of compression, Young modulus, shear modulus, Poisson's ratio and their relationship with Lamé coefficients) were discussed. The dependences of the listed parameters of elasticity on the
parameters of the interatomic interaction potential
were established as well as the estimates of the effective core sizes of dislocation and crowdion were obtained.
|
| issn |
0132-6414 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/176199 |
| citation_txt |
Компьютерное моделирование и аналитическое описание дефектов структуры в двумерных кристаллах ограниченных размеров: свободная граница, дислокации, краудионы / В.Д. Нацик, С.Н. Смирнов, В.И. Белан // Физика низких температур. — 2018. — Т. 44, № 7. — С. 877-886. — Бібліогр.: 27 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT nacikvd kompʹûternoemodelirovanieianalitičeskoeopisaniedefektovstrukturyvdvumernyhkristallahograničennyhrazmerovsvobodnaâgranicadislokaciikraudiony AT smirnovsn kompʹûternoemodelirovanieianalitičeskoeopisaniedefektovstrukturyvdvumernyhkristallahograničennyhrazmerovsvobodnaâgranicadislokaciikraudiony AT belanvi kompʹûternoemodelirovanieianalitičeskoeopisaniedefektovstrukturyvdvumernyhkristallahograničennyhrazmerovsvobodnaâgranicadislokaciikraudiony AT nacikvd computersimulationandanalyticdescriptionofthestructuraldefectsintwodimensionallimitedinsizecrystalsfreeboundarydislocationscrowdions AT smirnovsn computersimulationandanalyticdescriptionofthestructuraldefectsintwodimensionallimitedinsizecrystalsfreeboundarydislocationscrowdions AT belanvi computersimulationandanalyticdescriptionofthestructuraldefectsintwodimensionallimitedinsizecrystalsfreeboundarydislocationscrowdions |
| first_indexed |
2025-12-07T20:24:14Z |
| last_indexed |
2025-12-07T20:24:14Z |
| _version_ |
1850882449179934720 |