硅中晶界处的局域声子态密度
材料科学
2022-06-22 v1
摘要
由于现在可以在电子显微镜中以纳米尺度记录振动谱，探究位错或晶界等缺陷是否会导致谱的可测量变化颇具意义。我们计算了硅中一组大角度晶界的声子态密度。由于这些晶界由多达160个原子的超胞建模，态密度通过对基于新超胞（各方向加倍）的分子动力学模拟的速度-速度自相关函数作傅里叶变换得到。在选定情况下，通过与使用密度泛函理论计算的动力学矩阵对角化所得态密度比较，在原子数较少的原始超胞上验证了结果。在晶界核心附近，60 meV处光学声子峰在态密度中的高度相对于声学声子特征被抑制，而后者相对于体相值基本不变。这可归因于晶界核心区键强的变化，那里存在一系列键长。这也意味着晶界固有的态密度变化不太可能影响环境温度下的热导率，后者很可能由声学声子的散射主导。
引用
@article{arxiv.2108.07333,
title = {Localized Phonon Densities of States at Grain Boundaries in Silicon},
author = {Peter Rez and Tara Boland and Christian Elsässer and Arunima Singh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.07333},
year = {2022}
}