Journal of Experimental and Theoretical Physics
HOME | SEARCH | AUTHORS | HELP      
Journal Issues
Golden Pages
About This journal
Aims and Scope
Editorial Board
Manuscript Submission
Guidelines for Authors
Manuscript Status
Contacts


ZhETF, Vol. 148, No. 5, p. 947 (November 2015)
(English translation - JETP, Vol. 121, No. 5, p. 828, November 2015 available online at www.springer.com )

БЛИЖНИЙ ПОРЯДОК И ДИНАМИКА АТОМОВ В ЖИДКОМ ГАЛЛИИ
Мокшин А.В., Хуснутдинов Р.М., Новиков А.Г., Благовещенский Н.М., Пучков А.В.

Received: May 19, 2015

DOI: 10.7868/S0044451015110115

DJVU (468.1K) PDF (1306.4K)

Обсуждаются особенности микроскопической структуры, а также одночастичной и коллективной динамики жидкого галлия в температурной области от T=313 K до T=1273 K на изобаре p=1.0 атм. Детальный анализ данных по дифракции нейтронов и рентгеновских лучей, а также результатов моделирования атомарной динамики позволяет сделать ряд выводов по структуре. В частности, при заданных условиях галлий находится в равновесной жидкой фазе, где отсутствуют признаки каких-либо устойчивых локальных кристаллических кластеров. Выраженная асимметрия главного максимума статического структурного фактора и появление характерного «плеча» в его правой части с приближением к температуре плавления - особенности, отчетливо наблюдаемые в данных по дифракции, - обусловлены тем, что расположение ближайшего окружения произвольного атома в системе оценивается в статистической трактовке диапазоном значений корреляционной длины, а не единственным значением как в случае простых жидкостей. При этом значительный вклад в статистику ближайшего окружения вносят компактно расположенные димеры, имеющие очень короткую связь. Температурная зависимость коэффициента самодиффузии, рассчитанная на основе моделирования атомарной динамики, имеет достаточно хорошее согласие с результатами, полученными из экспериментальных спектров некогерентной функции рассеяния. Интерполяция температурной зависимости коэффициента самодиффузии в логарифмической шкале обнаруживает два линейных участка с температурой перехода равной приблизительно 600 K. Вычисление спектров динамического структурного фактора и спектральных плотностей локального потока на основе данных моделирования атомарной динамики обнаруживает наличие в жидком галлии акустических колебаний продольной и поперечной поляризаций, что подтверждается экспериментальными данными по неупругому рассеянию нейтронов и рентгеновских лучей. Установлено, что плотность вибрационных состояний полностью воспроизводится обобщенной дебаевской моделью, которая позволяет выполнить разделение общего колебательного движения частиц на отдельные вклады, связанные с формированием акустических волн продольной и поперечной поляризаций. Сопоставление высот низкочастотной компоненты и высокочастотного максимума в спектральной плотности вибрационных состояний также обнаруживает температуру T\approx 600 K, при которой с понижением температуры диффузионный характер одночастичной динамики сменяется колебательным. Демонстрируется, что модифицированное соотношение Эйнштейна - Стокса может быть получено в рамках обобщенной дебаевской модели.

 
Report problems