Äîêóìåíò âçÿò èç êýøà ïîèñêîâîé ìàøèíû. Àäðåñ îðèãèíàëüíîãî äîêóìåíòà : http://cryst.geol.msu.ru/literature/kurs/2011_01_kolupaeva.pdf Äàòà èçìåíåíèÿ: Wed Apr 6 07:45:58 2011 Äàòà èíäåêñèðîâàíèÿ: Mon Oct 1 22:03:05 2012 Êîäèðîâêà:

, ..

.

- . Bromellite - zincite system atomistic simulation.

112

. , ..

2011 .


.
. . . . . . . . . 4 9 14 17 25 31 32 3 3

2


.


. GULP 3.1 Linux Pentium-4, - «» ( - 60 , 625 Intel Xeon 3 GHz, 1250 , 5000 ). . , .., . 414 .. . . [ ., 2011]

:
1. . 2. GULP 3.1. 3. - , , . 4. Zn-O, . 5. ­ . 6. - . 7. - .

3


.
.
­ , ( ) . , , . , , 230 . , , , , . , -, , , . , , . . : (), , (), , "" . , . , , , , ( ) . , - , . , , ­ . () , ( ) ( ). . 4


, 15%, ­ 0,4 . . . Mg Fe, 5%, , (, Mg2SiO4­ Fe2SiO4, MgSiO3­FeSiO3, MgFe2O4­Fe3O4).

Mg Fe. ­ Mg Ca 30%. Mg Ca ­ (Ca, Mg)SiO3, CaCO3, MgCO3, , . Ca Mg , Ca , Mg . , K Na . ­ NaCl (, ), KCl () ­ KAlSi3O8­NaAlSi3O8. K
+ + +

Na , 30%,

+

() . , - , Na , K . . , , . , Na
+ + +

Cu

+

, . , , Na Cu , 0,9. , . Ca Hg, Sr Pb, K Ag . [ .., 1977] , , ( ). 5
+ +


, , . , CaCO3 MgCO
3

, , (CaCO3 = CaO + CO2). ­ CaMg(CO3)2, , , , , .

. , , , , . : 1) ( ­ ) / () 2) . [ .., 1977] "" "" . , Sk. Sk = klnW, k ­ , W ­ . W ­ ; W = 1 . , , (, ), . , . . , ( ) , . , , , , , , . 6


() , , () . , , ­ , . , - , ­ . , () . , ( ), , . (), , () ­ . . , ­ , , ­ . , , , () , . , . , , , , , . , , : 1. . , . , K ­ Rb, Ca ­ Sr, Ti ­ Sn, Mo ­ W .. 2. . , . , 7


? . ­ , , (), (). ­ . , . , ­ , , , . : . AnBmCk, ­ b , ­ c. : an + bm = ck. , , n = m = 1, a = b = 2, A B (C 4. ,
3+ 2+ 2+ 2+ 2-

)2.

+4,

D . , , , , : +5, . , . , D ? , , . , , . , B D
2+ 2+ 3+ 1+

G .

. . , ZnS Zn Cu Fe
2+ 3 2 + 3+

1:1,
3+

. In Zn



As - S -, .

. , ZnS 8


, . , - , ( ) ( ) ( ) . [ ., - , 1983] ( ) . , , ­ . (, , ): (A ,
2+

)1(B

2+

2)1(C )

2

2+ 3+ 2(A )0,5(D )1(C )2 0,5

- 0,5 -. , , , () .. , , , . ( , ), -- . , -- , . , , , .

.
- , . , ( , , ..) , . , , -

9


, « » (ab initio), () . , - , . , , () , 230 . , , -- . , , -- , , -- . , , : , -- , , , -- [ .., 1975]. , . , , , . 20- . [. , 1947]. 1929 . : ) ( ) , ) ( , ), ) . , . , 10


230 ( ) [ .., ., 1979]. , [ .., 1996]. , , , . , , . , () : [ .., 1996]. , , . ( -- , -- , -- .) ( ), . , , , ( ). , 0,414 0,215 . 0,414, , 0,215, .. . , , ( ) . ( 10--20 %). , . , -- , ( ), ( ). , , , , 11


, . , , , , . . , , , , , . , SiO4, , ( ), . , . , , , . , , . , . , ( ), . . . DLS (distance-least-squares) -- , . , , . . , . , (, ), 12


. , , , . , . . : . , , . . , . , 2- " F" (). , : , , , : Cu+, Cu2+, Cu3+. () , . , , , , "" . , . . , . . , , . 13


10--15 .

.
.

. 1. , , -, .

- , . MgO ( 9%), PbO ( 5,3%), FeO ( 1,1%). . , ; , , , - . - - - ( ZnO ). -, . . 4 , , . . . . . . . - , ; -

. (, ) ( ). - 14 (. -, )


; . (), (), (), , , , .

. 2. , .

. - (9 ) , BeO. . (Magnus von Bromell, 1670-1731), , . . . , . , (0001), 1 ., ; - (0001). - , 10 . . . . . . , , , (Mn-). .

, . , . , , (). , . , . 15


"Bollingers Mine" ( ) . Xianghualing Linwu ( , ). "Costabonne" (Prats-de-Mollo-la-Preste, ).

. 3. , , . :
, , .

16


.
(Ax1Bx2)C . , : RAC(x)=RBC(x)=x1R0AC+x2R0BC, : V=x1V1+x2V2, ( x1 x2 - ), R0
AC

, R0BC, V1 V2 ­

AC BC. , , (. 4) =RBCRAC/R0BC-R0AC=0. [Dollase W.A. (1980)] «» (. site compliance) C S , ( ) ( ) . MgO ­ FeO. C Fe-O Mg-O 0.058 å, Fe-O 0.03 å, 52% , .. C S = 52%. Mg-O 0,058 å , Fe-O, 0.03 å, .. C S 52%. C
S

: C S = 1 - .

, , , , . . , , =48%.

. 4. (), ( ) ( ).

17


«» , , , , R0AC R0BC, , .. =1. , , (. 4), , . , , , . , . , , « » (ab initio). , , , .. . - [Mott N. F., Littleton M.J., 1938]. , . , , . , , . , , .. . , : 1) 2) ; - ( « », «ab initio»).

18


3)



. , . . . . . . ( 10%) . , - ,- - . , - . 1. , , r ­ å, ­ , . , D . r0 ( ) . , . / r 6 . . . , , , , , . . [Gale J.D., Rohl A.L., 2003]. - 19


(. 1). «» , ­ - ( - ). ( ) . , , . () , , f, f - (0 . 1. .

-

Buckingham Lennard-Jones Morse

A exp(- r ) - C



r

6


«» ()
«» 3- -

Harmonic
Polynomial General
Spring Three harmonic Urey-Bradley

-C 6 rm r D (1 - exp(- (r - r0 1 1 k 2 (r - r0 ) 2 + k 3 (r - r0 ) 3 2 6 0 + 1 r + c 2 r 2 + c3 r 3 + A

[

))) 2 - 1 1 + k 4 (r - r0 ) 24 c 4 r 4 + c5 r 5
r
m

]

4

A exp(- r )



r

m

-C

1 1 k2r 2 + k4r 4 2 24 1 1 1 k 2 ( - 0 ) 2 + k 3 ( - 0 ) 3 + k 4 ( - 0 ) 2 6 24 1 0 k 2 (r23 - r23 ) 2 2

4

( ) [Mott N. F., Littleton M.J., 1938]. « » ("two-region strategy") (. 5) I, . I , . II, , . IIa , . , .
20


. 5. - .

r1 6-7 å (150-300 ), (r2-r1) 10 å (1500-2000 ). I , , . , , , , . . 1, : , , . , . , , . [ ., 2008] . 6. , , . , . ( 21








,









, , ..).

. 6. .

, , PT-, . , , . ( ) (). , . ( , , .). ( T x


) . . , .

22


. , . , . ( ) , - . , , - ( ). , . , , , . , , (, ) ( ). . 9 : 3 6 . , .. ( 6 . , . , . . , . 36 . 23
ij

ij ). ,


: WMIN, EMIN, METAPOCS, PLUTO, CASCADE, GULP . . . , , ( 15-20 ). , . -. GULP [ G ener al Utility La ttice Program, J. Gale, 1997] . . : - ; - ; - ; - P-T ; - - ; - , - . - , ; - , ; - ; - (electronegativity equilization model); - ; - . , , , , .

24


.
, , () - . « , , » [ .., .., .., 2009]. Zn-O. , . , 0,5%, ­ 0,23%. . . 2.
. 2. ZnO

, % , [U. Ozgur et al, 2005] 3 , å 47.58 47.69 0.23 a, å 3,25 3.26 0.33 c, å 5.2 5.18 -0.44 Be x, y, z 0.33,0.67,0 0.33,0.67,0 0,0,0 O x, y, z 0.33,0.67, 0.38 0.33,0.67, 0.38 0,0,0.6 , ( - ), [U. Ozgur et al, 2005] C11 203.2 214.76 -5.69 C33 206.9 196.6 4.98 C44 42.6 53.3 -25.12 C66 42.7 53.3 -24.82 C12 116.6 105.34 9.66 C13 104.8 92.71 11.54 133.88 K 145.59 -8.75 54.58 G 43.53 20.25 , / S-, P- 9.81272, 19.09399

25


, , . [Robie R.A., Hemingway B.S., 1995] . 7.

140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 250

400

550

700

850

1000

1150

1300

1450

1600

1750


. 7. . [Robie R.A., Hemingway B.S., 1995]

BeO ­ ZnO. « » ( -). (. . 8-9).

26


. 8. Zn BeO. Zn Zn4- 1,876 å.

. 9. Be ZnO. Be Be4- 1,733 å.

. 4â4â4 P1 (. 10), 27


. , [ ., 2008].

. 10. 4â4â4 P1 .

GULP 3.1 [Gale J.D., 2005] , - «». : Be0,96Zn0,04O, Be0,04Zn
0,96

O.

Me-O O-O (. 11, 12), O4, .

.11. Be0,96Zn0,04O.

28


. 12. Be0,04Zn0,96O.

, , . - , -, , .

. 13. Me-O .

29


S (. 13) 32% Zn- 24% Be-. , ­ S, - . S , ZnO4 BeO4 , . (. 14).
25 y = 35,656x - 139,19x + 103,54x 20
3 2

15

10

5

0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

. 14. H () .

, 4% 96% ZnO , ­ , - (Q1= 104 , Q2=68 ­ ). , , . 14. 22 45% ZnO. , , .

30


.
, : 1. Zn-O, . 2. ­ . 3. ­ , 24% 32% . 4. , 22 ~45% ZnO. 5. III «: , , ». .

31


.
1. .., .., .. // , , // .35, 6, .812819, 2009. 2. .., ., .. // // , .34, 1, . 9-18., 2008. 3. .. // . .: , 1977. 4. ., - . // . .: , 1983 5. . // . .; .: , 1947. 6. . .: , . 2: , 1979. 7. .. // // . 11, 1996. 8. .. // . .: , 1977. 9. .. // . .: , 1975. 10. Dollase W.A. // Optimum distance model of relaxation around substitutional defects // Phys. Chem. Miner. V.6, pp. 295-304., 1980. 11. Gale J.D., Rohl A.L. // Mol. SimulV. 29. 5. P. 291-341, 2003. 12. Mott N. F., Littleton M.J. // Trans. Faraday Soc., 1938 13. Robie R.A., Hemingway B.S. // Thermodynamic properties of minerals and related substances at 289.15 K and 1 bar (105 Pascals) pressure and at higher temperatures // U.S. Geological Survey Bulletin 2131, Washington, 461 p., 1995. 14. U. Ozgur, Ya. I. Alivov, C. Liu, A. Teke, M. A. Reshchikov, S. Dogan, V. Avrutin, S. J. Cho, and H. Morkoc // J. Appl. Phys. 98, 041301, 2005.

32