Skip to main content
Log in

Crystal equilibrium and lattice dynamics of vanadium

Равновесие кристалл а и динамика решетки в анадия

  • Published:
Il Nuovo Cimento B (1971-1996)

Summary

A lattice-dynamical model which assumes short-range pairwise forces effective up to second nearest neighbours and the electronion interaction on the lines of Bhatia is considered to study the crystal dynamics of b.c.c. metals by using an appropriate value of the screening parameter. The volume force is averaged over the whole Wigner-Seitz sphere. The ionic lattice is in equilibrium in a medium of electrons. The present theory has been satisfactorily applied to compute the dispersion curves, the frequency spectrum, the lattice specific heat, the Debye characteristic temperature, the temperature dependence of the Debye-Waller factor, the X-ray Debye temperature and the mean-square displacement of the atoms of vanadium.

Riassunto

Si considera un modello di dinamica reticolare che considera forze appaiate a corto raggio efficaci fino ai secondi viciai più prossimi e l’interazione elettrone-ione sulle basi di Bathia, per studiare la dinamica cristallina di metalli c.c.c. usando un valore appropriate del parametro di schermo. La forza di volume è mediata sull’intera sfera di Wigner e Seitz. Il reticolo ionico è in equilibrio in un mezzo costituito di elettroni. Questa teoria è stata applicata in modo soddisfacente per calcolare le curve di dispersione, lo spettro di frequenza, il calore specifico reticolare, la temperatura caratteristica di Debye, la dipendenza dalla temperatura del fattore di Debye e Waller, la temperatura di Debye dei raggi X e lo spostamento quadratico medio degli atomi di vanadio.

Резюме

Рассматривается дин амическая модель решетки, которая пред полагает короткодей ствующие парные силы вплоть до второго бли жайшего соседа парные силы вплоть до второго ближайшего с оседа и электрон-ионн ое взаимодействие. В р амках этой модели исс ледуется динамика кр исталлов b.c.c. металлов, электрон-ионное взаи модействие. В рамках э той модели исследует ся динамика кристалл ов b.c.c. металлов, использ уя соответствующие з начения параметра эк ранирования. Объемны е силы усредняются по всей сфере исследуется динамик а кристаллов b.c.c. металл ов, используя соответ ствующие значения па раметра экранирован ия. Объемные силы усре дняются по всей сфере Вигнера-Зейтца. Ионна я решетка находится в равновесии с электро нами. Предложенная те ория с успехом используя соответст вующие значения пара метра экранирования. Объемные силы усредн яются по всей сфере Ви гнера-Зейтца. Ионная р ешетка находится в ра вновесии с электрона ми. Предложенная теор ия с успехом применяе тся для расчета диспе рсионных кривых, спек тра частот, теплоемко сти решетки, характе экранирования. Объем ные силы усредняются по всей сфере Вигнера-Зейтца. Ионная решетк а находится в равнове сии с электронами. Пре дложенная теория с ус пехом применяется дл я расчета дисперсион ных кривых, спектра ча стот, теплоемкости ре шетки, характеристич еской температуры Де бая, температурной за висимости фактора Де бая-Уоллера, рентгено вской сфере Вигнера-Зейтца. Ионная решетка наход ится в равновесии с эл ектронами. Предложен ная теория с успехом п рименяется для расче та дисперсионных кри вых, спектра частот, те плоемкости решетки, х арактеристической т емпературы Дебая, тем пературной зависимо сти фактора Дебая-Уол лера, рентгеновской т емпературы Дебая и ср еднего квадрата смещ ений атомов ванадия. равновесии с электро нами. Предложенная те ория с успехом примен яется для расчета дис персионных кривых, сп ектра частот, теплоем кости решетки, характ еристической темпер атуры Дебая, температ урной зависимости фа ктора Дебая-Уоллера, р ентгеновской темпер атуры Дебая и среднег о квадрата смещений а томов ванадия. успехом применяется для расчета дисперси онных кривых, спектра частот, теплоемкости решетки, характерист ической температуры Дебая, температурной зависимости фактора Дебая-Уоллера, рентге новской температуры Дебая и среднего квад рата смещений атомов ванадия. кривых, спектра часто т, теплоемкости решет ки, характеристическ ой температуры Дебая, температурной завис имости фактора Дебая-Уоллера, рентгеновск ой температуры Дебая и среднего квадрата с мещений атомов ванад ия. характеристической температуры Дебая, те мпературной зависим ости фактора Дебая-Уо ллера, рентгеновской температуры Дебая и с реднего квадрата сме щений атомов ванадия. зависимости фактора Дебая-Уоллера, рентге новской температуры Дебая и среднего квад рата смещений атомов ванадия. температуры Дебая и с реднего квадрата сме щений атомов ванадия. атомов ванадия.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Similar content being viewed by others

References

  1. W. A. Harrison:Phys. Rev.,181, 1036 (1969).

    Article  ADS  Google Scholar 

  2. J. A. Moriarty:Phys. Rev. B,1, 1363 (1970).

    Article  ADS  Google Scholar 

  3. J. A. Moriabty:Phys. Rev. B,6, 1239 (1972).

    Article  ADS  MATH  Google Scholar 

  4. Satya Prakash and S. K. Joshi:Phys. Rev. B,2, 915 (1970).

    Article  ADS  Google Scholar 

  5. Satya Prakash and S. K. Joshi:Phys. Rev. B,4, 1770 (1971).

    Article  ADS  Google Scholar 

  6. N. Singh and S. Prakash:Phys. Rev. B,10, 2652 (1974).

    Article  ADS  Google Scholar 

  7. A. O. E. Animalu:Phys. Rev. B,8, 3542 (1973).

    Article  ADS  Google Scholar 

  8. A. O. E. Animalu:Phys. Rev. B,8, 3555 (1973).

    Article  ADS  Google Scholar 

  9. S. K. Sinha:Phys. Rev.,177, 1256 (1969).

    Article  ADS  Google Scholar 

  10. H. R. Hanke:Phys. Rev. B,8, 4591 (1973).

    Article  ADS  Google Scholar 

  11. B. G. Dick and A. Overhauser:Phys. Rev.,112, 90 (1958).

    Article  ADS  Google Scholar 

  12. W. R. Hanke and H. Bilz:Zeits. Naturf.,26 a, 585 (1971).

    ADS  Google Scholar 

  13. U. Schroder:Sol. State Comm.,4, 347 (1966).

    Article  ADS  Google Scholar 

  14. B. L. Fielek:J. Phys. F,5, 1451 (1975).

    Article  ADS  Google Scholar 

  15. I. V. Abarenkov and V. Heine:Phil. Mag.,12, 529 (1965); V. Heine and I. V. Abarenkov:Phil. Mag.,9, 451 (1964).

    Article  ADS  Google Scholar 

  16. M. Born andK. Huang:Dynamical Theory of Crystal Lattice (Oxford, 1954).

  17. B. N. Brockhouse and P. K. Iyenger:Phys. Rev.,111, 747 (1958).

    Article  ADS  Google Scholar 

  18. F. Herman:Journ. Phys. Chem. Sol.,80, 405 (1959).

    Article  ADS  Google Scholar 

  19. J. de Launay:Sol. State Phys.,2, 220 (1956).

    Google Scholar 

  20. A. B. Bhatia:Phys. Rev.,97, 363 (1965).

    Article  MathSciNet  ADS  Google Scholar 

  21. P. K. Sharma and S. K. Joshi:Journ. Chem. Phys.,39, 2633 (1963);40, 662 (1964).

    Article  ADS  Google Scholar 

  22. K. Krebs:Phys. Rev.,138, A 143 (1965).

    Article  ADS  Google Scholar 

  23. S. K. Joshi and A. K. Rajagopal:Sol. State Phys.,22, 159 (1968).

    Google Scholar 

  24. J. F. Thomas jr.:Seripta Metall.,5, 787 (1971).

    Article  Google Scholar 

  25. A. A. Maradudin, E. W. Montroll, G. H. Weiss andI. P. Ipatova:Theory of Lattice Dynamics in the Harmonic Approximation (New York, N. Y., 1971).

  26. M. P. Hemkar, J. Prakash and S. Chandra:Acta Phys. Polon.,44 A, 3 (1973).

    Google Scholar 

  27. S. S. Kushwaha:J. Phys. F,4, 663 (1974).

    Article  ADS  Google Scholar 

  28. C. Zener:Phys. Rev.,81, 440 (1951).

    Article  ADS  MATH  Google Scholar 

  29. L. Ley, S. P. Kowalczyk, F. R. McFeely andD. A. Shirley:Phys. Rev. B (to be published).

  30. A. O. E. Animalu:Phys. Rev. B,10, 4964 (1974).

    Article  ADS  Google Scholar 

  31. A. O. E. Animalu and V. Heine:Phil. Mag.,12, 1249 (1965).

    Article  ADS  Google Scholar 

  32. W. A. Harrison:Pseudopotential in the Theory of Metals (New York, N. Y., 1966).

  33. J. C. Upadhyay:J. Phys. F,7, 769 (1977).

    Article  ADS  Google Scholar 

  34. C. M. Bertoni, V. Bortolani, C. Calandra and F. Nizzoli:J. Phys. F,4, 19 (1974).

    Article  ADS  Google Scholar 

  35. S. Raimes:The Wave Mechanics of the Electronics in Metals (Amsterdam, 1961), p. 158.

  36. M. M. Shukla and F. P. Camargo:Ciencia e Cultura,26, 579 (1974).

    Google Scholar 

  37. D. L. Price, K. S. Singhwi and M. P. Tosi:Phys. Rev. B,2, 2983 (1970).

    Article  ADS  Google Scholar 

  38. J. S. Langer and S. H. Vosko:Journ. Phys. Chem. Sol.,42, 196 (1959).

    Google Scholar 

  39. D. Pines:Sol. State Phys.,1, 394 (1955).

    Google Scholar 

  40. W. Cochran:Proceedings of the International Conference on Lattice Dynamics (London, 1965), p. 83.

  41. R. W. James:The Optical Principles of Diffraction of X-Rays (London, 1954).

  42. O. P. Gupta:Journ. Phys. Soc. Japan,38, 1451 (1975).

    Article  ADS  Google Scholar 

  43. O. P. Gupta:Acta Phys. Polon.,49 A, 325 (1976).

    Google Scholar 

  44. H. W. T. Barron and T. Smith:Journ. Phys. Chem. Sol.,29, 1951 (1968).

    Google Scholar 

  45. G. A. Alers:Phys. Rev.,119, 1532 (1960).

    Article  ADS  Google Scholar 

  46. R. Colella and B. W. Batterman:Phys. Rev. B,1, 3913 (1970).

    Article  ADS  Google Scholar 

  47. M. Blackman:Proc. Boy. Soc,159 A, 416 (1937);Encyclopedia of Physics, Vol. 7, Part 1 (Berlin, 1955), p. 325.

    Article  ADS  Google Scholar 

  48. D. D. Betts, A. B. Bhatia and M. Wyman:Phys. Rev.,104, 37 (1956).

    Article  MathSciNet  ADS  Google Scholar 

  49. B. A. Oli and A. O. E. Animalu:Phys. Rev.,13, 2398 (1976).

    Article  ADS  Google Scholar 

  50. N. F. Mott:Adv. Phys.,13, 325 (1964).

    Article  ADS  Google Scholar 

  51. N. F. Mott:Rep. Prog. Phys.,25, 218 (1962).

    Article  ADS  Google Scholar 

  52. R. S. Carter, D. J. Hughes and H. Palevsky:Phys. Rev.,104, 271 (1956).

    Article  ADS  Google Scholar 

  53. B. N. Brockhouse:Canad. Journ. Phys.,33, 889 (1955).

    Article  ADS  Google Scholar 

  54. A. T. Stewart and B. N. Brockhouse:Rev. Mod. Phys.,30, 250 (1958).

    Article  ADS  Google Scholar 

  55. C. M. Eisenhauer, I. Pelah, D. J. Hughes and H. Polevsky:Phys. Rev.,109, 1046 (1958).

    Article  ADS  Google Scholar 

  56. K. C. Turberfield and P. A. Egelstaff:Phys. Rev.,127, 1017 (1962).

    Article  ADS  Google Scholar 

  57. R. Haas, W. Kley, K. H. Krebs and R. Rubin:Proceedings of the Symposium on Inelastic Scattering of Neutrons in Solids and Liquids, Vol.2 (Vienna, 1963), p. 145.

    Google Scholar 

  58. M. G. Zemlyanov, Y. M. Kagan, N. A. Tchernoplekov and A. G. Tchetserin:Proceedings of the Symposium on Inelastic Scattering of Neutrons in Solids and Liquids, Vol.2 (Vienna, 1963), p. 125.

    Google Scholar 

  59. W. Glaser, F. Carvolho and G. Ehret:Proceedings of the Symposium on Inelastic Scattering of Neutrons in Solids and Liquids, Vol.1 (Vienna, 1965), p. 99.

    Google Scholar 

  60. B. Mozer, K. Otnes and H. Palevsky:Journ. Phys. Chem. Sol. Suppl.,1, 63 (1965).

    Google Scholar 

  61. G. Dolling andA. D. B. Woods:Thermal Neutron Scattering, edited by P. A. Eglestaff (New York, N. Y., 1965), p. 210.

  62. D. J. Page:Proc. Phys. Soc.,91, 76 (1976).

    Article  ADS  Google Scholar 

  63. D. T. Keating: private communication.

  64. I. Pelah, R. Haas, W. Kley, K. H. Krebs, J. Peretti and R. Rubin:Inelastic Scattering of Neutrons in Solids and Liquids, Vol.2 (Vienna, 1963), p. 155.

    Google Scholar 

  65. D. N. Singh and W. A. Bowers:Phys. Rev.,116, 279 (1959).

    Article  ADS  Google Scholar 

  66. G. A. Alers:Phys. Rev.,119, 1532 (1960).

    Article  ADS  Google Scholar 

  67. B. Sharan:Journ. Chem. Phys.,36, 1116 (1962).

    Article  ADS  Google Scholar 

  68. J. B. Hendricks, H. N. Riser and C. B. Clark:Phys. Rev.,130, 1377 (1963).

    Article  ADS  Google Scholar 

  69. B. C. Clark, D. C. Gazis and R. F. Wallis:Phys. Rev.,134, A 1486 (1964).

    Article  ADS  Google Scholar 

  70. Satya Pal:Aust. Journ. Phys.,27, 471 (1974).

    Article  ADS  Google Scholar 

  71. K. Clusius, P. Franzosini and U. Piesbergen:Zeits. Natur.,15, 728 (1960).

    Google Scholar 

  72. D. I. Bolef, R. E. Smith and J. G. Miller:Phys. Rev. B,3, 4100 (1971).

    Article  ADS  Google Scholar 

  73. G. Bose, H. C. Gupta and B. B. Tripathi:J. Phys. F,2, 426 (1972).

    Article  ADS  Google Scholar 

  74. M. V. Linkoaho:Phil. Mag.,23, 191 (1974).

    Article  ADS  Google Scholar 

  75. U. Korhonen, E. Rantavuori and M. Linkoaho:Ann. Acad. Sci. Fenn.,6 A, 361 (1971).

    Google Scholar 

  76. R. J. Weiss and J. J. De Marco:Phys. Rev.,140, A 1223 (1965).

    Article  ADS  Google Scholar 

  77. C. Kittel:Introduction to Solid State Physics (New York, N. Y., 1971).

  78. K. S. Nelson, J. L. Stanford and F. A. Schmidt:Phys. Lett.,28 A, 402 (1968).

    Article  ADS  Google Scholar 

  79. L. F. Mattheiss:Phys. Rev.,139, A 1893 (1965).

    Article  ADS  Google Scholar 

  80. E. Fawcett, W. A. Reed and R. R. Soden:Phys. Rev.,159, 533 (1967); W. A. Reed and R. R. Soden:Phys. Rev.,173, 677 (1968).

    Article  ADS  Google Scholar 

  81. G. W. Lehman, T. Wolfram and R. E. De Wames:Phys. Rev.,128, 1593 (1962).

    Article  ADS  MATH  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Additional information

To speed up publication, the authors of this paper have agreed to not receive the proofs for correction.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Gupta, O.P., Hemkar, M.P. Crystal equilibrium and lattice dynamics of vanadium. Nuovo Cim 45, 255–274 (1978). https://doi.org/10.1007/BF02894684

Download citation

  • Received:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/BF02894684

Navigation