Исследованы короткодействующие многочастичные силы, обусловленные перекрыванием электронных оболочек атомов. Требование ортогональности волновых функций соседних атомов кристалла приводит к появлению слагаемых в потенциальной энергии, зависящих от координат трех, четырех и т.д. ближайших атомов. Получено выражение для энергии электронной подсистемы кристалла в приближении Хартри - Фока в базисе атомных орбиталей, точно ортогонализованных на разных узлах кристалла. Короткодействующий трехчастичный потенциал рассчитывается из первых принципов и предлагается его простая форма. Трехчастичные силы, возникающие вследствие ортогонализации волновых функций, изменяют ход дисперсионных кривых при всех k, в частности, нарушая соотношение Коши. Получено хорошее согласие теоретического и экспериментального отклонений от соотношения Коши для Ar в широком интервале давлений.

An influence of the electron - phonon interaction on excitation spectrum and damping in a narrow band electron subsystem of cuprates has been investigated. Within the framework of the t - J model an approach to solving a problem of account of both strong electron correlations and local electron - phonon binding with characteristic Einstein mode <$E omega sub 0> in the normal state has been presented. In approximation Hubbard-I it was found an exact solution for the polaron bands. We established that in the low-dimensional system with a pure kinematic part of Hamiltonian a complicated excitation spectrum is realized. It is determined mainly by peculiarities of the lattice Green's function. In the definite area of the electron concentration and hopping integrals a correlation gap may be possible on the Fermi level. Also, in specific cases it is observed a doping evolution of the Fermi surface. We found that the strong electron - phonon binding enforces a degree of coherence of electron - polaron excitations near the Fermi level and spectrum along the nodal direction depends on wave vector module weakly. It corresponds to ARPES data. A possible origin of the experimentally observed kink in the nodal direction of cuprates is explained by fine structure of the polaron band to be formed near the mode <$E - omega sub 0>.

X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray emission spectroscopy (XES), and X-ray absorption spectroscopy (XAS) methods were used to study the electronic structure of substoichiometric cubic tantalum carbonitrides <$E {roman TaC} sub {x prime} , {roman N} sub {y prime} ,>, where <$E x prime~+~y prime~symbol Ы~0,8>. The carbonitrides were synthesized at high pressure (7 - 10 GPa) and high temperature (2100 - 2400 <$E symbol Р>C conditions. The XPS core-level spectra, the XES Ta <$E L sub beta sub 5^,~roman N~K sub alpha> and C <$EK sub alpha> bands and the XAS Ta <$E L sub III> edges were derived. It is shown that the substitution of carbon atoms by nitrogen atoms in the <$E {roman TaC} sub {x prime} , {roman N} sub {y prime} ,> system results in significant increasing a halfwidth of the Ta <$E L sub beta sub 5> band, while half-widths of both the N <$E K sub alpha> bands remain almost constant. In the above sequence of compounds the XPS Ta 4f core-level binding energies (BEs) increase almost monotonously, while the XPS N ls and C ls BEs remain constant within the experimental error. The present experimental results for the substoichiometric cubic <$E {roman TaC} sub {x prime} , {roman N} sub {y prime} ,> carbonitrides are compared with earlier experimental studies of stoichiometric cubic <$E {roman TaC} sub x roman N sub {1^-^x}> carbonitrides.

Застосовуючи симуляції з використанням методу молекулярної динаміки разом із атомним методом, що базується на методі LMT орбіталей із повним потенціалом, створено рівняння стану для гексагональної щільно упакованої (hcp або <$E epsilon>) фази заліза за високого тиску. Порівняння між існуючими експериментальними даними та обчисленнями наводить на думку, що одержане рівняння стану можна надійно використовувати для обчислення об'ємних властивостей заліза за умов, що відповідають кору Землі. Показано, що деякі експериментальні дані по залізу можуть піддаватися систематичній похибці. Запропоновано модель, яка описує температурну залежність об'єму краще, ніж рівняння Мі - Грюнайзена.

We have derived formulations for the pressure derivatives of bulk modulus up to the third order and for higher order Gruneisen parameters using the generalized free volume theory, and the generalized Rydberg equation of state. The properties derived in the present study are directly related to the understanding of thermoelastic properties of solids. The third order Gruneisen parameter (lambda <$E lambda>) in the limit of infinite pressure has been found to approach a positive finite value for lambda infinity (<$E lambda sub inf>) equal to 1/3. This is a result shown to be independent of the value of K-prime infinity, i. e., the pressure derivative of the bulk modulus at infinite pressure. The results based on other equations of state have also been reported and discussed. We find a relationship between <$E lambda sub inf> and pressure derivatives of bulk modulus at infinite pressure which is satisfied by different types of equations of state.

Експериментально досліджено із використанням методу світлорозсіювання утворення тріщин у монокристалах NaCl за умов одноосьового циклічного стискання (10<^>7 Н/м<^>2) протягом ~ 10 с за умови кімнатної температури та подальшого відпалу за T = 500 градусів за Цельсієм протягом 10 хв. Спостережувані тріщини за розмірами розділено (умовно, у порівнянні з довжиною хвилі світла, що використано) на малі, що надають ізотропну картину розсіювання, та великі, картина розсіювання світла якими містить різкі максимуми. Встановлено, що і малі, і великі тріщини розташовуються у площинах типу {100} і утворюються механізмом Коттрелла. На далеких стадіях деформування спостерігаються у невеликій кількості тріщини у площинах типу {110}. З можливих механізмів їх утворення у цьому випадку (малих деформацій і напружень) найбільш імовірним видається механізм Стро. Виявлено, у міру накопичення тріщин, утворення впорядкованих компактних груп тріщин, аналогічних упорядкованим групам твердих іншофазних виділень за розпаду пересичених твердих розчинів. Об'ємна частка малих тріщин на 2 порядки перевершує об'ємну частку великих. Об'ємні частки тих та інших зростають з номером циклу, але випереджальним темпом зростає частка великих тріщин.

The experimental results on the thermal conductivity <$E kappa (T)> of crystalline Xe, CH4, and THF clathrate hydrates have been analyzed. In a wide region of temperatures above 2 K, <$E kappa (T)> exhibits a behavior typical of disordered solids, which depends weakly on their chemical composition, crystalline structure and microstructure. The results are discussed in the context of phenomenological models of phonon scattering by local modes. It has been found that the Xe clathrate has a feature unusual for glasses, namely, <$E kappa (T)> decreases almost two-fold as the temperature increases from 50 - 100 K. The behavior of <$E kappa (T)> is presumably determined mainly by the strong phonon scattering on water molecules.

За допомогою методу Чохральського вирощено лантано-лютецієво-галієві гранати <$E roman {La sub 2,32 Lu sub 2,59 Cr sub 0,02 Ga sub 3,07 O sub 12}> і <$E roman {La sub 2,7 Lu sub 2,29 Cr sub 0,01 Ga sub 3 O sub 12}>. Виміряно фотолюмінесценцію в діапазоні тиску від атмосферного до 220 кбар за температур від 20 K до 280 K. Під час підвищення тиску спостережено значний зсув широкої смуги, віднесеної до переходу <$E nothing sup 4 T sub 2~symbol О~nothing sup 4 A sub 2> в іонах <$E roman Cr sup 3+>, в бік високих енергій (коротких хвиль). За тиску понад 90 кбар ця широка смуга змінюється вузькими лініями в області <$E 14~100~roman см sup -1>, віднесеними до переходу <$E nothing sup 2 E~symbol О~nothing sup 4 A sub 2>. Вимірювання фотолюминесценції в системі <$E roman {La sub 2,32 Lu sub 2,59 Cr sub 0,02 Ga sub 3,07 O sub 12}> за низьких температур і високих тисків дозволило розрізнити чотири різних <$E R sub 1>-лінії, що відповідають чотирьом позиціям <$E roman Cr sup 3+~( alpha ,~beta ,~gamma> та <$E delta>).

Here we review recent experimental and theoretical studies of hydrogen approaching metallization regime. Experimental techniques have made great advances over the last several years making it possible to reach previously unachievable conditions of pressure and temperature and to probe hydrogen at these conditions. Theoretical methods have also greatly improved; exemplified through the prediction of new structural and ordered quantum states. Recently, a new solid phase of hydrogen, phase IV, has been discovered in a high-pressure high-temperature domain. This phase is quite unusual structurally and chemically as it represents an intermediate state between common molecular and monatomic configurations. Moreover, it shows remarkable fluxional characteristics related to its quantum nature, which makes it unique among the solid phases, even of light elements. However, phase IV shows the presence of a band gap and exhibits distinct phonon and libron characteristic of classical solids. The quantum behavior of hydrogen in the limit of very high pressure remains an open question. Prospects of studying hydrogen at more extreme conditions by static and combined static-dynamic methods are also presented.

Зроблено огляд сучасного стану експериментальних методик за екстремальних умов високих температур і високих тисків у експериментах із непружного розсіяння рентгенівських променів для рідких металів, напівпровідників, розплавів солей, молекулярних рідин і надкритичних води та метанолу. Для експериментів за умови високих температур розроблено деякі типи монокристалічних сапфірових комірок, залежно від температури та ширини зразка для проходження рентгенівських променів. Монокристалічні алмазні вікна для рентгенівських променів, під'єднані до комірки, що витримує високий тиск і має зовнішнє нагрівання, використано для експериментів непружного розсіяння рентгенівських променів у надкритичних воді та метанолі. Надано деякі типові експериментальні результати й обговорено перспективу методики непружного розсіяння рентгенівських променів за екстремальних умов.

The processes of large-scale atomic displacements induced by excilon self-trapping were studied using the selective vacuum ultraviolet luminescence method. Models of Frenkel pairs creation in rare-gas crystals are discussed with a focus on excited-state mechanisms of defect formation. A simple kinetic model of defect accumulation in rare-gas samples is proposed.

The hcp lattice distortion parameter <$E delta>, the deviation of c/a ratio from the ideal hcp value <$E sqrt {8 "/" 3}>, have been calculated for solid He under pressure taking into account two- and three-body interatomic forces. The resulting lattice distortion parameter is small and negative, that is the lattice is slightly flattened compared with the ideal hcp lattice. It monotonically increases in absolute value with pressure and reaches <$E 10 sup -3> for molar volume of ~ 2,5 <$E roman cm sup 3>/mol. Such small distortions are most likely outside of possibilities of x-ray or neutron experiments but can be detected by optical methods based on measurements of the birefringence. The data on <$E delta> can be used as a probe of the many-body forces.

The lattice dynamics of cryocrystals is investigated from first principles in the framework of the Tolpygo model over a wide range of pressures. The phonon frequencies in rare-gas solids are calculated in terms of models that go beyond the scope of adiabatic approximation. At high pressure the phonon spectrum along the <$E DELTA> and <$E SIGMA> directions is distorted and the longitudinal L- and transverse <$E T sub 2>-modes soften as a result of the electron-phonon interaction, with the relative contribution decreasing in the sequence Ar, Kr, Xe. The calculated phonon frequencies are in good agreement with the experimental data for argon crystals of a pressure 3,1 GPa.

Using the high-pressure spectroscopy, the pressure shifts of the luminescence related to the d-d transitions in transition metal ions and d-f transitions in rare earth ones, which interact with the nearest neighbor host ions of dielectrics, are investigated. The results are obtained for <$E roman Ti sup 3+>, <$E roman Ce sup 3+>, <$E roman Pr sup 3+>, and <$E roman Cr sup 3+> ions in various lattices.

Індекс рубрикатора НБУВ: В367.1

Рубрики:

Фізика високих тисків

Шифр НБУВ: Ж14388 Пошук видання у каталогах НБУВ 

The T = 0 K equations of state (EOS) of rare-gas solids (RGS) (He, Ne, Ar, Kr, and Xe) are calculated in the experimentally studied ranges of pressures accounting for two- and three-body interatomic forces. Solid-state corrections to the pure two-body Aziz et al. potentials included the long-range Axilrod - Teller three-body interaction and short-range three-body exchange interaction. The energy-scale and length-scale parameters of the latter were taken as adjustable parameters of theory. The calculated T = 0 K EOS for all RGS are in excellent agreement with experiment in the whole range of pressures. The calculated EOS for Ar, Kr, and Xe exhibit inflection points where the isothermal bulk moduli have non-physical maxima indicating that account of only three-body forces becomes insufficient. These points lie at pressures 250, 200, and 175 GPa (volume compressions of approximately 4,8, 4,1, and 3,6) for Ar, Kr, and Xe, respectively. No such points were found in the calculated EOS of He and Ne. The relative magnitude of the three-body contribution to the ground-state energy with respect to the two-body one as a function of the volume compression was found to be non-monotonic in the sequence Ne - Ar - Kr - Xe. In a large range of compressions, Kr has the highest value of this ratio. This anomally high three-body exchange forces contributes to the EOS so large negative pressure that the EOS for Kr and Ar as a function of compression nearly coincide. At compressions higher approximately 3,5, the curves intersect and further on the EOS of Kr lies lower than that of Ar.

Theoretical and experimental data on melting at high pressure are often controversal. This is because of performing experiments at extreme conditions and difficulties with verification of theoretical models. In this paper, we look into details of mostly theoretical studies and compare different approaches to predict and/or describe melting pressure - temperature curves. Some experimental problems are also addressed. Recent results for melting of alkali halides, some oxides and metals (LiF, MgO, MgSiO₃, Cu, and Fe) obtained using molecular dynamic method and diamond anvil cell technique are analyzed.

The electronic structure of FeSe, the simplest iron-based superconductor (Fe-SC), conceals a potential of dramatic increase of Tc that realizes under pressure or in a single layer film. This is also the system where nematicity, the phenomenon of a keen current interest, is most easy to study since it is not accompanied by the antiferomagnetic transition like in all other Fe-SC's. Here we overview recent experimental data on electronic structure of FeSe-based superconductors: isovalently doped crystals, intercalates, and single layer films, trying to clarify its topology and possible relation of this topology to superconductivity. We argue that the marked differences between the experimental and calculated band structures for all FeSe compounds can be described by a hoping selective renormalization model for a spin/orbital correlated state that may naturally ex-plain both the evolution of the band structure with temperature and nematicity.

Теоретично вивчено природу зовнішніх і внутрішніх самозахопних носіїв струму в купратах. Енергії зв'язування та радіуси зовнішніх і внутрішніх великих поляронів і біполяронів в купратах обчислено варіаційно, використовуючи неперервну модель та адіабатичне наближення. Показано, що зовнішні та внутрішні тривимірні великі біполярони існують в слабозлегованих купратах, відповідно, за <$E eta~=~epsilon sub inf "/" epsilon sub 0~<<~0,127> і <$E eta~<<~0,138> [де <$E epsilon sub inf ( epsilon sub 0 )> - оптична (статична) діелектрична стала].