Атомная динамика и проблема устойчивости структуры свободных кластеров отвердевших инертных газов

Анотація

Теоретически и экспериментально исследована зависимость среднеквадратичных амплитуд атомов в свободных кластерах отвердевших инертных газов от размера этих кластеров. Свободные кластеры создавались в результате гомогенного зародышеобразования в адиабатически расширяющейся сверхзвуковой струе. Для экспериментальных измерений среднеквадратичных амплитуд атомов использована электронографическая методика, теоретические расчеты проведены методом J -матриц. Выявлен ряд отличительных особенностей атомной динамики микрокластеров, необходимый для определения характера формирования их кристаллической структуры и условий ее устойчивости. Показано, что для кластеров, состоящих из менее чем N ~ 10³ атомов, при уменьшении размера кластера среднеквадратичные амплитуды растут значительно быстрее, чем это должно следовать из увеличения удельного вклада поверхности. Кроме того, установлено, что ГЦК структура свободного кластера, как правило, содержит дефекты типа двойников (зародышей ГПУ фазы). Одной из причин возникновения таких дефектов является неустойчивость (аномально большие амплитуды колебаний) атомов координационных сфер так называемого вершинного типа.