Preview

Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники

Расширенный поиск

Математическое моделирование перспективных структур оксидов металлов

https://doi.org/10.17073/1609-3577-2019-4-268-271

Аннотация

Данные о структуре и свойствах материалов особенно важны при работе с объектами микро- и наноразмеров из-за высокой сложности их получения. Это делает актуальным применение компьютерного моделирования для прогнозирования требуемых характеристик материалов. Электронные, магнитные, механические и другие свойства кристаллических веществ обусловлены особенностью их строения –периодичностью решетки и симметрией элементарной ячейки. В данной статье рассмотрены оксиды металлов с общими химическими формулами MeO (металлы: Ca, Cd, Mg), MeO2 (металлы: Hf, Ce, Zr), Me2O3 (металлы: Er, Nd, Sc, Mn, Tl) и Ме3О4 (на примере Fe) и кристаллической решеткой кубического типа симметрии – структурные типы NaCl (каменная соль), Fluorite (флюорит), Bixbyite (биксбиит), Spinel (шпинель) соответственно. В работе приводится описание модели ионно-атомных радиусов, которая широко применяется при моделировании кристаллических оксидов металлов. Показано применение алгоритма имитации отжига для вычисления метрических параметров рассматриваемых соединений. Представленная в работе программная реализация алгоритма позволяет по заданным химической формуле и пространственной группе симметрии определить координаты атомов, входящих в элементарную ячейку кристаллической решетки вычислить постояную решетки и плотность упаковки атомов в ячейке кристалла. Перечисленные структурные характеристики могут быть использованы как входные параметры при определении электронных, магнитных и других свойств. В статье приведено сравнение значений постоянных решетки, полученных в результате моделирования, с экспериментальными данными.

Об авторе

П. А. Сеченых
Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» Российской Академии Наук (ФИЦ ИУ РАН), Россия, 119333, Москва, Вавилова, д.44, к.2 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)» (ФГБОУ ВО МАИ), Россия, 125993, Москва, Волоколамское шоссе, д. 4
Россия

Сеченых Алексеевна Полина — младший научный сотрудник ФИЦ ИУ РАН, старший преподаватель МАИ

 



Список литературы

1. Crystal Lattice Structures [Электронный ресурс]. URL: https://homepage.univie.ac.at/michael.leitner/lattice/prototype.html (дата обращения 2.11.2019)

2. Абгарян К.К., Многомасштабное моделирование в задачах структурного материаловедения.- М.:МАКС Пресс, 2017. – 284с.

3. Абгарян К.К., Вычислительные алгоритмы в задачах математического моделирования устойчивых структур кристаллических материалов. – М.:МАКС Пресс, 2017. – 100с.

4. Шаскольская М.П. Кристаллография. Учебник для втузов. – М.: Высшая школа, 1976 – 390с. с ил.

5. Загальская Ю.Г., Литвинская Г.П., Егоров-Тисменко Ю.К. Геометрическая кристаллография, 2е издание. – М.: Изд-во МГУ, 1986. – 168с., с ил.

6. Белов Н.В. Структура ионных кристаллов и металлических фаз. – М.: Издательство Академии Наук СССР, 1947. – 237с. с ил.

7. De Graef M., McHenry M. Structure of materials (2nd edition) // Cambridge University Press, 2012 – 767с.

8. Солодовников С.Ф. Основные термины и понятия структурной кристаллографии и кристаллохимии (словарь-пособие). – Новосибирск: ИНХ СО РАН, 2005. – 113с.

9. Metropolis N., Ulam S. The Monte Carlo Method. Journal of the American Statistical Association, Vol. 44, No. 247 (Sep., 1949), pp. 335-341.

10. Документация по C# [Электронный ресурс]. URL: https://docs.microsoft.com/ru-ru/dotnet/csharp/ (дата обращения 2.11.2019)

11. Hahn T. International Tables for Crystallography. Vol. A. // Springer, 2005 – 911с.

12. Space Group Diagrams and Tables [электронный ресурс] URL: http://img.chem.ucl.ac.uk/sgp/large/sgp.htm (дата обращения 2.11.2019)

13. Абгарян К.К., Сеченых П.А., Гаврилов Е.С. Объектно-реляционный подход к разработке системы компьютерного моделирования многомасштабной схемы расчета многослойных полупроводниковых наноструктур // Программная инженерия. – 2015. – №8. – С.9-17.

14. Сеченых П.А., Абгарян К.К. Реляционная модель хранения данных информационной поддержки задач структурного материаловедения // Труды Второй молодежной научной конференции «Задачи современной информатики». – М.: ФИЦ ИУ РАН, 2015. – 319с. – С.181-186. (ISBN: 978-5-91993-054-9)

15. Абгарян К.К., Бажанов Д.И., Сеченых П.А. Компьютерное моделирование кристаллической структуры и электронных свойств GaAs, GaP, GaAs0.75N0.25, GaAs0.25P0.75 (F43m) // Сборник тезисов докладов Первого Российского кристаллографического конгресса (РКК’2016) – СПб.: ООО «НП-ПРИНТ», 2016. – 541с. – С. 52.

16. Хьюи Дж. Неорганическая химия. Строение вещества и реакционная способность. – Пер. С англ./Под ред. Б.Д.Степина, Р.А.Лидина. – М.: Химия, 1987. –696с.

17. ChemSpider [электронный ресурс]. URL: https://www.chemspider.com/ (дата обращения: 20.09.2019)

18. Crystallography Open Database [электронный ресурс]. URL: http://www.crystallography.net/cod/ (дата обращения 20.09.2019)

19. Hohenberg, P. Phys. Rev. 136, B864 / P. Hohenberg, W. Kohn // 1964.

20. Kohn, W. Phys. Rev. 140, A1133 / W. Kohn, L. J. Sham // 1965.


Для цитирования:


Сеченых П.А. Математическое моделирование перспективных структур оксидов металлов. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2019;22(4):268-271. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2019-4-268-271

Просмотров: 73


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1609-3577 (Print)
ISSN 2413-6387 (Online)