Научная тема: «CТРУКТУРНО-ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В МЕТАЛЛАХ С СИЛЬНЫМ АНГАРМОНИЗМОМ»
Специальность: 01.04.07
Год: 2010
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  1. Методика расчета структурных Р-Т фазовых диаграмм, основанная на ab initio вычислении полной энергии электронной подсистемы и модели Дебая-Грюнайзена при описании энергии и энтропии колебаний решетки.
  2. Рассчитанные на основе теории функционала плотности Р-Т фазовые диаграммы Ti, Zr, Hf, TiZr, P, согласующиеся с имеющимися экспериментальными данными.
  3. Структурную стабильность циркония в интервале температур от нуля до температуры плавления и давлений от 0 до 60GPa определяют три ангармонические моды: поперечная N-мода с волновым вектором k = 1/2[110], отвечающая за _ → _ превращение; продольная Ll-мода (k = 2/3[111]), ответственная за _ → ! превращение, и оптическая E2g мода в центре зоны Бриллюэна ГПУ решетки - за _ → ! превращение.
  4. Методика расчета зависящего от температуры двухмодового эффективного потенциала в модели "замороженных" фононов, позволяющая рассчитывать в рамках теории функционала плотности 6 эффективный потенциал двух взаимодействующих ангармонических колебательных мод при различных температурах.
  5. Существование наведенного ангармонизма в ОЦК цирконии, возникающего в результате взаимодействия сильно ангармонической продольной Ll моды c волновым вектором k = 2/3[111] и гармонической поперечной Lt моды с тем же волновым вектором.
  6. Спектральная плотность колебаний Lt и Ll мод может быть использована для определения положения линии равновесия между ОЦК и ! фазами циркония на P-T диаграмме.
  7. Предсказание нового типа изоструктурных фазовых переходов в ОЦК цирконии, заключающееся в том, что в цирконии может быть реализован новый тип изоструктурных переходов, обусловленных особенностями динамики решетки и ее изменениями при воздействии температуры и давления. На фазовой диаграмме циркония в ОЦК фазе существуют три области с различным типом динамики решетки.
  8. Механизмы структурных _-_ и _-! превращений в цирконии остаются неизменными при различных температурах и давлениях и связаны с одними и теми же смещениями атомов.
  9. ОЦК фаза высокого давления в цирконии остается сильноангармонической в широком интервале температур и давлений. Ангармоническими являются не только выделенные колебательные моды (N,L фононы), но и большинство мод с волновыми векторами, направленными вдоль линий высокой симметрии зоны Бриллюэна ОЦК циркония.
  10. Результаты исследования кристаллической структуры фосфора при давлениях до 300 ГПа, заключающиеся в том, что впервые проведены расчеты из первых принципов фазовой диаграммы фосфора в области давлений от 80 до 300 ГПа и получена последовательность структурных превращений при высоких давлениях (sc->sh->bcc), соответствующая экспериментальным данным с точностью до 15ГПа.
  11. Фононные спектры, константы электрон-фононного взаимодействия и температура сверхпроводящего перехода в ОЦК фосфоре при больших давлениях. Теоретически обнаружено смягчение поперечной ветви вдоль (011) направления в ОЦК фосфоре при уменьшении давления. Смягчение колебательных мод вблизи границы устойчивости ОЦК фосфора является одной из причин, приводящих к большим значениям константы электрон- фононного взаимодействия и высоким температурам сверхпроводящего перехода (Tc ∼ 22K).
Список опубликованных работ
1. Ostanin S.A. and Trubitsin V.Yu. A simple model for calculating the P-T phase diagram of Ti. J.Phys.:Condens.Matter, 1997, v.9, p.L491-L496.

2. Останин С.А., Трубицын В.Ю. Исследование фазовой стабильности циркония из первых принципов. ФТТ, 1997, т.39, 11, с.1933-1934

3. Ostanin S.A. and Trubitsin V.Yu. Calculation of the Phase Diagram of Zr in a Simple Model Phys.Stat.Sol.(b), 1997, v.201, R9-R10

4. Ostanin S.A., Salamatov E.I., and Trubitsin V.Yu. Presure effect on the trans- verse Г-point optical ponon in hcp Zr. Phys.Rev.B., 1998, v.58, R15962-R15964.

5. Ostanin S.A., Salamatov E.I., and Trubitsin V.Yu. Anharmonic model of in- stability evolution near the bcc-hcp phase transition in Zr. Phys.Rev.B., 1998, v.57, p.5002-5004.

6. Ostanin S.A., Trubitsin V.Yu. Calculation of the P-T phase diagram of Zr in different approximations for the exchange-correlation energy. Phys.Rev.B., 1998, v.57, p.13485-13491.

7. Ostanin S.A., Salamatov E.I.,Trubitsin V.Yu. Pressure and Temperature Ef- fects on the Г, N and L-Phonons in Zirconium. High Pressure Research, 2000, v.17, p.385-391.

8. Ostanin S.A. and Trubitsin V.Yu. Calculation of the structure properties and P-T phase diagram of hafnium. High Pressure research, 2000, v.17, p.369-374.

9. Ostanin S.A., Trubitsin V.Yu., Savrasov S.Yu. et al. Calculated Nb supercon- ducting transition temperature under hydrostatic pressure. Comp.Mater.Science, 2000, v.17, p. 202-205.

10. Ostanin SA, Trubitsin VY Calculation of the P-T phase diagram of hafnium Comp.Mater.Science, 2000, v. 17, 2-4, p.174-177

11. Ostanin S.A., Salamatov E.I.,Trubitsin V.Yu. Pressure and Temperature Ef- 34 fects on the Г and N Phonons in Zirconium. Comp.Mater.Science, 2000, v. 17, 2-4, p.361-364

12. Ostanin S., Trubitsin V., Staunton J.B. et al. Density functional study of the phase diagram and pressure-induced superconductivity in P: implication for spintronics. Phys.Rev.Lett., 2003, v.91, p.087002-87005.

13. Trubitsin V. and Ostanin S. Lattice Dynamics of an Anharmonic Crys- tal: Evidence for Interaction between Atomic Vibrations at High Temperatures. Phys.Rev.Let., 2004, v.93, 155503.

14. Trubitsin V.Yu. Effect of electronic entropy on temperature peculiarities of the frequency characteristics of two interacting anharmonic vibrational modes in beta-Zr. Phys.Rev. B, 2006, v.73, p.214302.

15. Trubitsin V.Yu. Effect of strongly anharmonic longitudinal and transverse vibrations with wave vector k=2/3(111) on the structural stability of beta-Zr under pressure. Phys.Rev. B, 2006, v.73, p.214303.

16. Трубицын В.Ю., Долгушева Е.Б., Саламатов Е.И. Моделирование структурной стабильности _-Zr под давлением методом молекулярной динамики. ФТТ, 2005, т.47, 10, c.1729-1736.

17. Трубицын В.Ю., Долгушева Е.Б. Молекулярно-динамический расчет ангармонических свойств колебательного спектра ОЦК-Zr под давлением. ФТТ, 2007, т.49, 7, c.1282-1289.

18. Trubitsin V.Yu. and Dolgusheva E.B. Anharmonic effects and vibrational spectrum of bcc Zr under pressure studied by molecular dynamics simulations. Phys.Rev.B., 2007, v.76, p.024308(1-7).

19. Trubitsin V.Yu., Dolgusheva E.B. Isostructural transitions in bcc Zr induced by the peculiarities of the lattice dynamics under pressure. Phys.Rev. B, 2008, v.77, p.172302.