Details

Представленная работа посвящена расчету энергии нанопроволоки в частично релаксированном состоянии, вызванном образованием дислокаций несоответствия, и определению оптимальной конфигурации этих дислокаций, обеспечивающей минимальную погонную энергию нанопроволоки, при условии, что соседние дислокации удалены на наибольшее расстояние друг от друга. Решены следующие основные задачи: аналитически выведена связь погонной энергии нанопроволоки с числом дислокаций на границе фаз, численно найдено число дислокаций, обеспечивающее минимум погонной энергии нанопроволоки, созданы математические модели, позволяющие определить изменение полной энергии нанопроволок с различными формами ядра – в виде цилиндра и правильной прямой гексагональной призмы. С помощью полученных новых решений численно найдены и исследованы зависимости оптимального числа дислокаций от параметров системы. Показано, что результаты использования полученной модели соответствуют экспериментальным данным работ, посвященных исследованию дислокаций несоответствия в нанопроволоках типа «ядро-оболочка».

The presented work is devoted to the calculation of the energy of a nanowire in a partially relaxed state caused by the formation of misfit dislocations, and to the determination of the optimal configuration of these dislocations, which provides the minimum linear energy of the nanowire, provided that neighboring dislocations are removed at the greatest distance from each other. The following main problems have been solved: the relationship between the linear energy of a nanowire and the number of dislocations at the phase boundary has been analytically derived, the number of dislocations that ensures the minimum linear energy of a nanowire has been numerically found, and mathematical models have been created that make it possible to determine the change in the total energy of nanowires with different core shapes – in the form of a cylinder and a straight hexagonal prism. Using the new solutions obtained, the dependences of the optimal number of dislocations on the system parameters were numerically found and investigated. It is shown that the results of using the obtained model correspond to the experimental data of works devoted to the study of misfit dislocations in core-shell nanowires.