Скачать полную версию статьи (в PDF формате)

А. С. Долгов, Ю. Л. Жабчик
«Миграция двухатомных комплексов в структуре графена»
0731–0741 (2014)

PACS numbers: 05.20.Dd, 05.40.Fb, 61.48.Gh, 61.72.Bb, 66.30.Pa, 68.43.Jk, 81.05.ue

Рассматривается кинетика перемещений двухатомных образований в двумерной гексагональной структуре — однослойном графене. Используется схема с Hollow-позиционированием составляющих пары в условиях её неразрывности. Выбор варианта позиционирования связан с распространёнными представлениями об особенностях осаждения примесей на графене и предопределяет некоторое упрощение анализа и характера результатов. Размещение составляющих пары в двух соседних гексагонах в условиях сохранения связанности определяет ограниченный набор вариантов перескоков каждого из атомов, что, в свою очередь, задаёт картину перемещения пары, отличную от того, что имеет место для одиночных атомов. Описание общей картины перескоков выполнено в терминах непрерывных зависимостей для вероятностей нахождения частиц в тех или иных допустимых позициях. Техника анализа основывается на введении Фурье-сумм (производящих функций) для всех имеющихся позиций в структуре. Найденные зависимости для производящих функций удобны для определения средних характеристик развития процесса миграции (моментов функций распределения) и позволяют отслеживать изменение вероятностей заполнения всевозможных индивидуальных позиций. Записаны точные решения неограниченной совокупности уравнений для вероятностей заполнения произвольных позиций. Определяется эволюция во времени главных моментов распределения частиц. Выявлено сильное снижение подвижности объекта сравнительно с аналогичными индивидуальными характеристиками, что выглядит как непропорциональное подавление подвижности обоих составляющих. Асимптотические свойства объектов не зависят от особенностей первоначальной поляризации пар, однако сроки формирования асимптотических режимов чувствительны к соотношению индивидуальных характеристик. Обсуждаются альтернативные специальные случаи: идентичность составляющих и их большое различие. Общее снижение подвижности более выражено в случае совпадения (близости) индивидуальных характеристик. Средний квадрат смещения объекта от его первоначального размещения в асимптотических условиях растёт пропорционально времени, что является признаком традиционного диффузионного перемещения. Однако весьма вероятные процессы образования и (или) разрушения связи между элементами ведут к существенному изменению общей подвижности примесного компонента, что определяет сходство особенностей процесса с картиной аномальной диффузии и может приобретать вид как субдиффузии, так и супердиффузии.