Математическое моделирование метрических параметров ГПУ металлов

Аннотация

Электронные, магнитные, механические и другие свойства кристаллических веществ обусловлены особенностью их строения — периодичностью и симметрией решетки, поэтому определение структуры является важным этапом исследования таких материалов. 
В работе рассмотрен ряд металлов, имеющих кристаллическую решетку структурного типа ГПУ (гексагональная плотная упаковка) — бериллий, церий, кобальт, диспрозий, эрбий, гадолиний, гафний, гольмий, лантан, лютеций, магний, неодим, осмий, празеодим, рений, рутений, скандий, тербий, титан, таллий, тулий, иттрий, цирконий. Показано применение алгоритма имитации отжига для нахождения метрических параметров рассматриваемых материалов с использованием модели плотной упаковки, широко применяемой в кристаллографических расчетах. Представленная в работе собственная программная реализация алгоритма имитации отжига позволяет по заданным химической формуле и пространственной группе симметрии определить координаты атомов, входящих в элементарную ячейку кристаллической решетки, вычислить постоянные решетки и плотность упаковки атомов в ячейке кристалла структурного типа ГПУ. Перечисленные структурные характеристики могут быть использованы в качестве входных параметров при моделировании электронных, магнитных и других свойств рассмотренных соединений. В статье приведено сравнение значений постоянных кристаллической решетки, полученных в результате численного моделирования, с опубликованными данными.