Сибирский федеральный университет

Представлена новая модель описания межатомных и угловых взаимодействий в твердофазных кристаллических боратах с учетом периодичности структуры. Модель применена для модели- рования свойств Li₂B₄O₇ в диапазоне температур от 0 K до точки плавления и давлений от 0 до 10000 MPa. Моделирование весьма хорошо воспроизводит размеры ячейки, атомные позиции и расстояния в боро-кислородных полиэдрах, а также полярный характер кристаллической струк- туры. Предсказан сегнето-параэлектрический переход второго рода типа порядок-беспорядок при температуре Кюри (T_C≈839K), обусловленный прыжками атомов лития между двумя пози- циями в решетке. С увеличением или уменьшением давления полная энергия и свойства кристал- ла при 300 K показывают наличие ступени при p_t≈5000MPa, предполагающей существование обратимого фазового перехода второго рода. При давлениях ниже p_t объем ячейки следует закону Мурнагана (Murnaghan) с объемным модулем B_O=15.6GPa и его первой производной B_O^' = 4.31 (при атмосферном давлении). В отличие от фазы низкого давления, в которой сосуществуют трех- и четырехкоординированные атомы бора, в фазе высокого давления весь бор четырехкрат- но координирован. Настоящий подход непосредственно применим для моделирования структуры наноразмерных систем.