KDP 晶体中几何效应的路径积分蒙特卡罗模拟
材料科学
2023-01-05 v1
摘要
为了揭示 H 键铁电体中同位素效应背后的物理机制，我们使用了非常简单的模型进行路径积分蒙特卡罗（PIMC）模拟。首先，我们基于一个反向背靠背双 Morse 势加上氧之间 Morse 势的通用三站点模型，研究了氘代引起的 H 键中的几何效应，该模型经拟合以解释广泛 H 键化合物中的不同一般特征。我们的模型结果显示了 Ubbelohde 或几何效应（GE），即 H 键随氘代而扩张，这与在具有短 H 键的 H 键铁电体中所观测到的现象一致。此外，通过调整势参数以符合第一性原理结果，我们发展了一个一维模型，该模型在平均场下考虑双质子相互作用，以研究在 KDP 晶体中产生 GE 的核量子效应。PIMC 模拟揭示，沿一维链质子比氘核更有效地隧穿，从而产生一个强吸引中心将氧拉拢。这一基于隧穿与 H 键几何修正之间关联的机制，在链的有序相低温下导致了强烈的 GE，与实验数据吻合良好。
引用
@article{arxiv.2301.01536,
title = {Path integral Monte Carlo simulations of the geometrical effects in KDP crystals},
author = {F. Torresi and J. Lasave and S. Koval},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.01536},
year = {2023}
}
备注
12 pages, 6 figures, 3 tables