개선된 해석수정형삽입원자방법포텐샬에 의한 Ru, Sc, Ti, Y, Zr의 포논분산특성에 대한 연구

위대한 령도자 김정일동지께서는 다음과 같이 교시하시였다.

《새로운 과학기술분야를 개척하기 위한 사업도 전망성있게 밀고나가야 합니다. 나라의 과학기술을 세계적수준에 올려세우자면 발전된 과학기술을 받아들이는것과 함께 새로운 과학기술분야를 개척하고 그 성과를 인민경제에 적극 받아들여야 합니다.》 (《김정일선집》 증보판 제11권 138~139페지)

삽입원자방법은 물질속에서 원자-원자사이의 호상작용을 모형화하는 방법으로서 그 모형화의 결과에 얻어진 다체호상작용포텐샬에 의하여 많은 금속 및 금속간화합물의 특성들이 성과적으로 모의계산되고 일련의 실험결과와의 불일치성을 극복하기 위한 많은 연구들이 진행되였다.

최근 김일성종합대학 에네르기학부에서는 조밀륙방금속들에 대하여 구조들사이의 구조에네르기차의 계산결과를 보다 더 실험결과들과 일치시키기 위한 개선된 새로운 삽입원자방법포텐샬들을 제기하고 Ru, Sc, Ti, Y, Zr의 포논스펙트르들을 모의계산하였다.

제1브릴루앙구역의 3개의 고대칭방향 (000) → (110), (000) → (100), (000) → (001) 과 2개의 저대칭방향들인 (001) → (111), (000) → (111)들을 따라 Ru, Sc, Ti, Y, Zr에 대하여 결정동력학적방법으로 계산된 포논분산곡선들은 그림에서 실험결과들과 비교하여 주었다.

그림. Ru, Sc, Ti, Y, Zr에 대한 포논분산곡선

그림으로부터 Ru, Sc, Ti, Y, Zr의 포논분산곡선들의 다음과 같은 몇가지 특성들을 알수 있다.

우선 5가지 종류의 조밀륙방금속들에 대하여 Ti, Ru, Sc, Zr, Y순서로 포논주파수가 감소하는것을 제외하고 같은 방향을 따라 류사한 포논곡선들이 얻어진다는것이다.

또한 세개의 대칭방향을 따라 낮은 주파수령역에서 포논분산계산결과들은 실험자료와 잘 일치하며 높은 주파수령역에서는 형태상으로는 실험적으로 얻어진 결과들과 매우 비슷하지만 일치성에서는 조금 떨어진다. 이것은 조화근사에 기초하여 계산이 진행되였지만 실험값들은 비조화효과들이 무시되지 않는 온도에서 얻어지기때문이다.

우리의 연구결과들은 국제잡지《Philosophical Magazine B : REGULAR PAPERS》(Vol. 99, March, 2019, 2604-2617)에 《The first Brillouin zone of the hexagonal closepacked structure and study on the properties of vacancies and phonon dispersions by the improved ones of the modified analytic embedded atom method potentials for Ru, Sc, Ti, Y, and Zr》(https://doi.org/10.1080/14786435.2019.1631499) 의 제목으로 발표되였다.