Уединенная сферическая примесь в кристалле благородных газов

Abstract

Для объяснения экспериментально наблюдаемых аномалий в структурных характеристиках слабых твердых растворов аргона в криптоне проведен расчет положений атомов в сферическом кластере криптона, состоящем из 9 слоев атомов, в центре которого расположен атом аргона. Взаимодействие описывалось потенциалом Ленард–Джонса. Рассчитан объем замещения атома аргона в кристалле криптона ω. Показано, что значение ω примерно в два раза меньше, чем это следует из стандартных оценок. Этот эффект объясняется тем, что первая координационная сфера атомов криптона при сжатии испытывает дополнительное отталкивание, вызванное сближением стремящихся внутрь атомов криптона.

Для пояснення аномалій, які спостерігаються експериментально в структурних характеристиках слабких твердих розчинів аргону у криптоні, проведено розрахунки положень атомів у сферичному кластері криптону, який складається з 9 шарів атомів з атомом аргону в центрі. Взаємодія описувалася потенціалом Ленард–Джонса. Розраховано об’єм заміщення атома аргону в кристалі криптону ω. Показано, що значення ω приблизно в два рази менше, ніж це випливає зі стандартних оцінок. Цей ефект пояснюється тим, що перша координаційна сфера атомів криптону під час стиснення зазнає додаткове відштовхування, яке викликане зближенням атомів криптону, що намагаються зсунутися всередину.

To explain the experimentally observed structural anomalies in diluted solid solutions of argon in krypton, we calculated the positions of atoms in a nine-layer spherical cluster of krypton with an argon atom in the center. The interaction was approximated with the Lenard–Jones potential. The substitution volume ω of an argon atom in the krypton crystal was calculated. It was shown that compared to the generally accepted estimates obtained within the nearest-neighbor approximation, the value of ω is approximately twice as small. This effect is explained by an additional repulsion of the first coordination sphere of krypton atoms arising as the krypton atoms approach each other upon their inward motion.