ПРОВОДИМОСТЬ В ТРЕХМЕРНЫХ РЕШЕТОЧНЫХ МОДЕЛЯХ С КОНКУРИРУЮЩИМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ

УДК 531.19

  • Ласовский Руслан Николаевич – кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры механики и конструирования. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: lasovsky@tut.by

  • Грода Ярослав Геннадьевич – кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры механики и конструирования. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: groda@belstu.by

  • Гапанюк Дмитрий Владимирович – кандидат физико-математических наук, заместитель декана факультета химической технологии и техники. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: gapdm@mail.ru

  • Грода Надежда Георгиевна – заведующая лабораторией кафедры физики. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: gng@tut.by

DOI: https://doi.org/10.52065/2520-6141-2021-248-2-28-32

Ключевые слова: ионный проводник, межзеренная граница, метод Монте-Карло, суммирование Эвальда, проводимость, распределение заряда, энергия активации.

Для цитирования: Ласовский Р. Н., Грода Я. Г., Гапанюк Д. В., Грода Н. Г. Проводимость в трехмерных решеточных моделях с конкурирующим взаимодействием // Труды БГТУ. Сер. 3, Физико-математические науки и информатика. 2021. № 2 (248). С. 28–32.DOI: https://doi.org/10.52065/2520-6141-2021-248-2-28-32.

Аннотация

Рассмотрена трехмерная решеточная модель керамического ионного проводника, содержащая зерно и межзеренную прослойку, описываемую слоем с сегрегированными неподвижными ионами. Выполнено моделирование описанной системы по кинетическому методу Монте-Карло. При этом кулоновская энергия определялась суммированием Эвальда для систем со сляб геометрией. Определены зависимости числа прошедших через границу частиц, которое пропорционально величине электрического тока, от обратной температуры, имеющие типичный для твердотельных электролитов характер. Отмечено, что повышение концентрации подвижных ионов, равно как и увеличение сопротивления межзеренной границы, приводит к увеличению энергии активации, т. е. к снижению лабильности ионов.

Скачать

Список литературы

  1. Rechargeable Batteries: Grasping for the Limits of Chemistry / E. J. Berg [et al.] // Journ. Electrochem. Soc. 2015. Vol. 162, no. 14. P. A2468–A2475. DOI: 10.1149/2.0081514jes.
  2. Lasovsky R. N., Bokun G. S., Vikhrenko V. S. Сoncentration kinetics of intercalation systems // Russian Journal of Electrochemistry. 2010. Vol. 46, no. 4. P. 389–400. DOI: 10.1134/S102319351004004X.
  3. Ласовский Р. Н., Бокун Г. С., Вихренко В. С. Диаграммное приближение для неравновесных и неоднородных состояний решеточных систем // Труды БГТУ. 2010. № 6: Физ.-мат. науки и информатика. C. 59–62.
  4. Грода Я. Г., Ласовский Р. Н. Транспортные свойства решеточного флюида с SALR-потенциалом на плоской квадратной решетке // Журнал БГУ. Физика. 2021. № 1. С. 90–101. DOI: 10.33581/2520-2243-2021-1-90-101.
  5. Nanostructurization caused by first order phase transitions in systems with hopping dynamics / G. S. Bokun [et al.] // Solid State Ionics. 2013. Vol. 251. P. 51–54. DOI: 10.1016/j.ssi.2013.01.012.
  6. Unusual properties of a model of an intergrain boundary in solid oxide ceramic electrolytes / G. S. Bokun [et al.] // Solid State Ionics. 2017. Vol. 302. P. 25–29. DOI: 10.1016/j.ssi.2016.11.022.
  7. Allen M. P., Tildesley D. J. Computer simulation of liquids. New York: Clarendon Press, 1989. 385 p.
  8. Frenkel D., Smit B. Understanding Molecular Simulation. San Diego: Academic Press, 2002. 638 p.
  9. Yeh C., Berkowitz M. L. Ewald summation for systems with slab geometry // J. Chem. Phys. 1999. Vol. 111. P. 3155–3162. DOI: 10.1063/1.479595.
  10. Santos A., Girotto M., Levin Y. Simulations of Coulomb systems with slab geometry using an efficient 3D Ewald summation method // J. Chem. Phys. 2016. Vol. 144. Art. 144103. DOI: 10.1063/1.4945560.
Поступила 08.09.2021