Локализованные волны в кристаллах

Abstract

В работе рассмотрены механизмы зарождения уединённых волн в модельных кристаллах с запрещённой зоной в фононном спектре. Рассмотрено два механизма проявления эффекта нелинейной супратрансмисии: путём генерации волны солитонного типа и при распространении дискретных бризеров вдоль кристалла. Произведена оценка переносимой энергии волной, роли анизотропии кристалла в характеристиках волны. Показано, что распространение уединенных волн вдоль более плотноупакованных направлений обеспечивает большую плотность энергии на атом, однако сама волна является менее устойчивой к влиянию топологических дефектов и тепловых флуктуаций решётки.

This work studies mechanisms for generating solitary waves in model crystals with a phononic bandgap. Two mechanisms for nonlinear supratransimission to manifest are considered: the generation of soliton-like waves and the propagation of discrete breathers along the crystal. The energy carried by the wave and the role of the crystal's anisotropy in the wave characteristics are estimated. It is shown that the propagation of solitary waves along more densely packed directions provides a higher energy density per atom, but the wave itself is less stable to the influence of topological defects and thermal lattice fluctuations.