Režģa dinamikas aprēķini MgxZn1-xO cietajiem šķīdumiem

Abstract

Pētījuma gaitā apskatīti MgO, ZnO un MgxZn1-xO cietie šķīdumi, modelēta kristāliskā režģa dinamika, izmantojot klasiskās molekulārās dinamikas aprēķinu metodi. Aprēķinos galvenokārt izmantota programma General Utility Lattice Program (GULP). Aprēķinos izmantots Bekinghema starpatomārās mijiedarbības potenciāls. Piemeklēti starpatomārās mijiedarbības potenciālu parametri un efektīvie jonu lādiņi, izmantojot no pirmajiem principiem (programmā CRYSTAL) aprēķinātās kristālrežģu svārstību frekvences. Iegūtie potenciāli lietoti, lai aprēķinātu MgO, ZnO un MgxZn1-xO cieto šķīdumu fononu dispersijas līknes un fononu stāvokļu blīvumu. Aprēķini veikti dažādām Mg un Zn atomu attiecībām. Ir salīdzināti iegūtie MgO un ZnO aprēķinu rezultāti ar citu autoru publicētajiem eksperimentālajiem un aprēķinu rezultātiem. Darbā izmantotā klasisko MD aprēķinu metode pieļauj apskatīt liela izmēra režģus un ļoti dažādas piejaukumu koncentrācijas.

In the course of this work MgO, ZnO and the MgxZn1-xO solid solutions were studied by modelling lattice dynamics, using the methods of classical molecular dynamics. The main program used was General Utility Lattice Program (GULP). The Buckingham potential was used for modelling interatomic forces. The parameters for these potentials were found along with the effective ionic charges by using vibrational frequencies obtained from ab initio calculations in the program CRYSTAL. With these potentials, the dispersion relations and densities of states were calculated for MgO, ZnO and MgxZn1-xO. Calculations were made for different ratios of Mg to Zn atoms. The obtained results for MgO and ZnO have been compared to the previous work done by other researchers, both experimental and theoretical. The classical MD calculation method used in this work allows for large crystallic structures and many different impurity concentrations.