ВЫЧИСЛЕНИЕ КУЛОНОВСКОГО ПОЛЯ В ДИПОЛЬНОЙ РЕШЁТКЕ МЕТОДОМ ЭВАЛЬДА В ДОПОЛНЕНИЕ К МОДЕЛИ VFF ДЛЯ РАСЧЁТА КОЛЕБАНИЙ ИОННОГО КРИСТАЛЛА GaP

Abstract

În lucrare au fost calculate dispersiile în cristalul volumetric GaP în scopul utilizării ulterioare în practică a metodelor de calculare a spectrelor de oscilaţii pentru compuşii ionici nanodimensionali ai fosfurii de galiu şi ai altor materiale polare. La soluţionarea problemei de convergenţă a sumei interacţiunilor Coulombiene a fost utilizată metoda Ewald. Sunt prezentaţi parametrii interacţiunilor interatomare, obţinute prin minimalizarea discordanţei dintre rezultatele teoretice şi datele experimentale. Drept urmare, a fost stabilit câmpul forţelor de valenţă caracterizat de doisprezece parametri, în care energia potenţială de deformaţie este compusă din şase tipuri de interacţiuni covalente (modelul VFF). De asemenea, au fost calculate dispersiile fononice de-a lungul axelor principale de simetrie a structurii cristaline cercetate (direcţiile Γ → X , Γ → K şi Γ → L ale zonei Brillouin). Aplicarea modelului VFF şi a metodei Ewald a permis reproducerea cu precizie înaltă a dependenţelor dispersionale experimentale şi stabilirea setului de parametri ai interacţiunilor interatomare, care vor fi utilizate în continuare pentru determinarea spectrului energetic al diferitelor structuri nanodimensionale din materialul ionic ales (heterostraturi, heterofiruri etc.).

In the given work dispersions of bulk crystal GaP have been calculated with the purpose of the further application of methods in practice to calculate oscillatory spectra of various nanodimensional ionic compounds from gallium phosphide and other polar materials. For resolution of convergence problem of summation of Coulomb interactions Ewald’s method has been used. In the article are presented parameters of interatomic interactions, obtained by minimization of divergence of theoretical results and experimental data. As a result it has been established twelve-parameter valence force field, where potential energy of deformation consisted of six kinds of covalent interactions (model VFF). Phonon dispersions along the main symmetry lines of the investigated crystal structure have also been calculated (directions Γ → X , Γ → K , and Γ → L in Brillouin zone). Application of model VFF and Ewald’s method has allowed with high accuracy to reproduce experimental dispersive dependences and to find a set of parameters of interatomic interactions, which can be used further for definition of energy spectrum of various nanodimensional structures from the chosen ionic material (heterolayers, heterowires, etc.).