Phonon dispersion and defect energies for rubidium chloride, bromide, iodide, and sulphide

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Abstract

New crystal potentials have been developed for rubidium chloride, bromide, iodide, and sulphide, and also strontium chloride, by first calculating the pair-interactions in the electron-gas approximation and then refitting the potential parameters to available crystal properties. These potentials were then further tested by calculating the phonon dispersion in these materials along principal symmetry directions, with generally good agreement with experiment (except for rubidium sulphide for which no experimental neutron scattering data are available). The potentials were then used in the HADES computer code to calculate the energies of formation and migration of point defects in these materials. Our calculations indicate that several transport mechanisms may be important in the Rb halides and this has been verified in the case of RbCl by a recent very detailed analysis of the ionic conductivity of pure and doped RbCl.

On a développé de nouveaux potentiels cristallins pour les chlorure, bromure, iodure et sulfure de rubidium ainsi que pour le chlorure de strontium en calculant les interactions de paires à l'aide de l'approximation gaz-électron et en les affinant ensuite les paramètres de potentiel avec les propriétés cristallines disponibles. On a alors revérifié ces potentiels en calculant la dispersion phonique dans ces matériaux le long des principales directions de symétrie; il y a généralement un bon accord entre ces valeurs et les données expérimentales (excepté dans le cas du sulfure de rubidium pour lequel il n'existe aucune donnée expérimentale de dispersion des neutrons). On a ensuite utilisé les potentiels dans le code « HADES » d'ordinateur pour calculer les énergies de formation et de migration des défauts ponctuels dans ces matériaux. Nos calculs indiquent que plusieurs mécanismes de transport peuvent jouer un rôle important dans les halogénures de Rb et cette hypothèse a été vérifiée dans le cas du RbCl grâce à l'analyse détaillée de la conductivité ionique du RbCl, pur et dopé, rapportée récemment.

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