На рисунке 3 представлены результаты расчетов для различных значений параметра
.Рисунок 3 – Отношение молекулярной и атомарной диффузии при параметрах
, и различныхИз рисунка видно, что существует некоторое критическое значение
, находящееся между 10 и 20 единицами, выше которого можно наблюдать молекулярную резонансную диффузию, сравнимую по величине с атомарной. При значениях выше этого значения поведение кривой меняется не столь существенно.Из наших оценок можно сделать вывод, что значение этого линейного параметра определяется как
(10÷20)·0.16 Å ~ 2 Å
Этот параметр соответствует, правда, достаточно косвенно, линейному размеру ямы между барьерами в двумерном случае. Можно установить, что молекулярная резонансная диффузия будет наблюдаться не при любых параметрах, достаточных для образования метастабильных состояний. Как и в изучаемом одномерном случае, если размеры меньше некоего значения, образованных состояний получается слишком мало, чтобы обеспечить преобладание резонансной диффузии.
На рисунке 4 представлены результаты расчетов при различных значениях
.Рисунок 4 - Отношение молекулярной и атомарной диффузии при параметрах
, и различныхВидно, что даже при недостаточно большом параметре
молекулярная резонансная диффузия в значительной мере определяется шириной барьера. Рост ширины барьеров вызывает смещение максимума в более низкие температуры. Существует некое критическое значение ширины барьера, между 1 и 2 в наших единицах, выше которого молекулярная резонансная диффузия начинает играть значительную роль. Это значение при высоте барьера 20000К равно приблизительно 0.2 Å. Аналогичные расчеты были проведены также с различной высотой барьера. Как и следовало ожидать, значение максимума также растет с ростом высоты.На рисунке 5 представлены расчеты, демонстрирующие влияние «дна» между двумя барьерами. Выбран пример гауссового потенциала.
Рисунок 5 – Учет влияния минимального значения возможного резонансного прохождения. Расчеты при параметрах
, иИз рисунка видно, что отсутствие низкоэнергетических резонансов не влияет существенно на общую картину – существенно меняется только начало кривой, далекое от положения максимума.
Заключение
В результате проделанных вычислений можно сделать следующие выводы о характере молекулярной резонансной диффузии в твердом теле:
– существенное значение имеет размер свободной области между двумя барьерами, а именно – линейный параметр должен быть выше некоторого значения. Для нашего случая это примерно 2 Å.
– определяющее значение имеет ширина барьеров. В районе величины 2 Å при высоте барьера в 20000 К молекулярная резонансная диффузия превышает атомарную.
– для реальных потенциалов значение минимального уровня, при котором возможно резонансное прохождение, не влияет существенно на характер молекулярной диффузии в районе максимума.
Возможно продолжение расчетов для более реальных моделей и с другими параметрами потенциалов.
Список использованных источников
1. N. Saito and Y. Kayanuma, J. Phys.: Condens. Matter 6, 3759 (1994) .
2. F. M. Pen’kov, Phys. Rev. A 62, 044701-1,4 (2000).
3. G. L. Goodvin and M.R.A. Shegelski, Phys. Rev. A 71, 032719-1,10 (2005).
4. E. Pijper and A. Fasolino, The Journal of Chemical Physics 126, 014708-1,10 (2007)
5. Mark R.A. Shegelski [et al] Rhys. Rew A 77, 032702-1,12 (2008).
6. П.М. Красовицкий, Ф.М. Пеньков Материалы 5-й международной конференции «Ядерная и радиационная физика», Алматы, 2006. Т. 2, с. 468
7. Я. И. Френкель, Собрание избранных трудов, т III, Издательство АН СССР, Москва-Ленинград, 1959 г.