Многочастичное взаимодействие и деформация электронных оболочек атомов в динамике решетки сжатых атомарных криокристаллов

Анотація

Динамика решетки сжатых атомарных криокристаллов строится на основе неэмпирической версии квантово-механической теории деформируемых и поляризуемых атомов (модель Толпыго) с учетом многочастичного взаимодействия. Параметры трехчастичного взаимодействия и деформации электронных оболочек атомов, рассчитанные через интегралы перекрытия атомных орбиталей и их производные, имеют один порядок величин, что свидетельствует о необходимости их совместного рассмотрения. Учет эффектов деформации электронных оболочек атомов в дипольном приближении при расчете фононных частот приводит при больших сжатиях к «размягчению» продольных мод в точках L и X для всего ряда кристаллов Ne–Xe и поперечных мод в направлениях Ʃ и Λ для Xe. Показано, что наблюдаемое отклонение от соотношения Коши δ(p) для сжатых атомарных криокристаллов невозможно воспроизвести адекватно без учета деформации электронных оболочек атомов в квадрупольном приближении. Вклады от трехчастичного и квадрупольного взаимодействий в кристаллах Ne, Kr и Xe в значительной мере компенсируются, что обеспечивает для δ(p) слабую зависимость от давления. Получено хорошее согласие с имеющимся экспериментом рассчитанных фононных частот, модулей упругости Бирча и Фукса, отклонения от соотношения Коши для всего ряда кристаллов Ne–Xe в широком интервале давлений.