Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 14
1.1. Метод функционала плотности (DFT) 14
1.1.1. Общий квантово-механический подход для вычисления электронной структуры 14
1.1.2. Принцип метода DFT 15
1.1.3. Приближение Кон-Шема для DFT 17
1.1.4. Псевдопотенциальное приближение 19
1.2. Динамика решетки из первых принципов. Динамическая матрица и
частоты фононов 25
1.3. Применение DFT для вычисления структурных, упругих и
колебательных свойств алмаза, гексагональных политипов алмаза, а
также алмаза с примесями азота и димеров бора. 27
ГЛАВА 2. Структурные, упругие и колебательные свойства гексагональных политипов алмаза 29
2.1. Введение 29
2.2. Методика вычислений 32
2.2.1. Параметры вычислений 32
2.2.2. Упругие константы 33
2.2.3. Модули и константы сжимаемости, твердость и температура Дебая 35
2.3. Результаты и обсуждение структурных и упругих свойств гексагональных политипов алмаза 36
2.4. Динамика решетки и несоразмерность структур гексагональных фаз алмаза 45
2.4.1. Классификация колебаний в центре зоны Бриллюэна 45
2.4.2. Дисперсия фононов 46
2.4.3. Одномерная несоразмерная модуляция в политипах 48
2.4.4. Взаимодействие между бислоями в политипах 51
2.4.5. Схема расширенных зон дисперсии в политипах 52
2.4.6. Плотность колебательных состояний в политипах 56
2.5. Выводы 58
ГЛАВА 3. Влияние примеси азота и димеров бора на структурные, механические и фононные свойства алмаза 60
3.1. Введение 60
3.2. Методика вычислений 62
3.2.1. Упругие свойства 62
3.2.2. Интенсивности КРС и ИК поглощения 65
3.2.3. Методика компьютерных расчетов 68
3.3. Результаты и их обсуждение 68
3.3.1. Азот в позиции замещения в алмазе 68
3.3.2. Структура и плотность фононных состояний алмаза с димерами бора 81
3.4. Выводы 85
ГЛАВА 4. Температурная зависимость теплового расширения и частоты оптических фононов в алмазе 87
4.1. Введение 87
4.2. Методика вычислений 87
4.3. Статическое квазигармоническое приближение 88
4.4. Зависимость объема ячейки и теплового кристалла от температуры 92
4.5. Вычисление сдвига частоты трижды вырожденной оптической моды алмаза в центре зоны Бриллюэна в зависимости от температуры 99
4.6. Выводы 100
Заключение 101
Список литературы 104
