Первопринципные расчeты плотности фононных состояний графита для применений в рассеянии тепловых нейтронов

Аннотации

Аннотация

Вданной работе представлены первопринципные расчеты плотности фононных состояний (PhDOS) графита с использованием теории функционала плотности (DFT) в приближении локальной плотности (LDA), реализованной в программном пакете Quantum ESPRESSO. Рассчитанный фононный спектр демонстрирует характерные особенности колебаний, включая высокочастотные внутриплоскостные оптические моды, достигающие приблизительно 48 ТГц, а также низкочастотные межслоевые моды. Полученная PhDOS хорошо согласуется с эталонной PhDOS, полученной из измерений неупругого рассеяния нейтронов, с незначительными расхождениями, обусловленными гармоническим приближением и эффектами конечной температуры. Наши результаты подтверждают применимость подхода DFT в рамках LDA для описания динамики решетки графита и обеспечивают основу для построения закона рассеяния тепловых нейтронов $S(α, β)$, тем самым способствуя разработке высокоточных библиотек теплового рассеяния нейтронов для кристаллических материалов.