Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phương trình trạng thái hai nhiệt độ cho nhôm và vàng với điện tử bị kích thích bởi xung laser cực ngắn
Tóm tắt
Một xung laser ngắn chuyển đổi kim loại thành trạng thái hai nhiệt độ với nhiệt độ electron cao hơn nhiệt độ ion. Để mô tả các đóng góp của electron vào tổng nội năng và áp suất phát sinh do sự gia nhiệt electron, chúng tôi phát triển các công thức xấp xỉ phân tích mới cho nhiệt động lực học hai nhiệt độ của kim loại. Các xấp xỉ này dựa trên các phép tính lượng tử được thực hiện với các gói lý thuyết hàm mật độ (DFT). Các phép tính DFT cung cấp các nội năng và áp suất cho các mật độ có cấp độ mật độ chất rắn và cho nhiệt độ electron lên tới 55 kK. Các xấp xỉ phân tích mới mang lại độ chính xác tốt hơn trong mô phỏng thủy động lực học của tương tác laser-vật chất và nên được sử dụng thay thế cho các biểu thức kém chính xác hơn dựa trên mô hình Fermi của khí electron lý tưởng, điều này thường được sử dụng cho các trạng thái hai nhiệt độ của kim loại.
Từ khóa
#nhiệt động lực học hai nhiệt độ #xung laser cực ngắn #lý thuyết hàm mật độ #nội năng #áp suất #mô phỏng thủy động lực họcTài liệu tham khảo
M.B. Agranat, N.E. Andreev, S.I. Ashitkov, M.E. Veysman, P.R. Levashov, A.V. Ovchinnikov, D.S. Sitnikov, V.E. Fortov, K.V. Khishchenko, JETP Lett. 85, 271–276 (2007)
J.P. Colombier, P. Combis, E. Audouard, R. Stoian, Phys. Rev. E 77, 036409 (2008)
M.E. Povarnitsyn, T.E. Itina, K.V. Khishchenko, P.R. Levashov, Phys. Rev. Lett. 103, 195002 (2009)
N.A. Inogamov, V.V. Zhakhovskii, S.I. Ashitkov, V.A. Khokhlov, V.V. Shepelev, P.S. Komarov, A.V. Ovchinnikov, D.S. Sitnikov, YuV Petrov, M.B. Agranat, S.I. Anisimov, V.E. Fortov, Contrib. Plasma Phys. 51(4), 367–374 (2011)
P.A. Loboda, N.A. Smirnov, A.A. Shadrin, N.G. Karlykhanov, High Energy Density Phys. 7, 361–370 (2011)
S. Anisimov, B. Kapeliovich, T. Perel’man, Sov. Phys. JETP 39, 375–377 (1974)
D. Fisher, M. Fraenkel, Z. Henis, E. Moshe, S. Eliezer, Phys. Rev. E 65, 016409 (2001)
A.V. Bushman, G.I. Kanel’, A.L. Ni, V.E. Fortov, Intense Dynamic Loading of Condensed Matter (Taylor & Francis, London, 1993)
http://teos.ficp.ac.ru/rusbank/
N.A. Inogamov, YuV Petrov, V.V. Zhakhovsky, V.A. Khokhlov, B.J. Demaske, S.I. Ashitkov, K.V. Khishchenko, K.P. Migdal, M.B. Agranat, S.I. Anisimov, V.E. Fortov, I.I. Oleynik, in International Symposium on High Power Laser Ablation 2012. AIP Conference Proceedings 1464, 593–608 (2012). doi:10.1063/1.4739912
K.P. Migdal, Yu.V. Petrov, and N.A. Inogamov, Fundamentals of laser-assisted micro- and nanotechnologies 2013, ed. by V.P. Veiko, T.A. Vartanyan, Proceedings of SPIE, Vol. 9065, 906503, (2013). doi:10.1117/12.2053172
V. Recoules, J. Clerouin, G. Zerah, P.M. Anglade, S. Mazevet, Phys. Rev. Lett. 96, 055503 (2006)
E. Bevillon, J.P. Colombier, V. Recoules, R. Stoian, Phys. Rev. B 89, 115117 (2014)
L.D. Landau, E.M. Lifshitz, Statistical Physics (Pergamon Press, Oxford, 1980)
S. Khakshouri, D. Alfe, D.M. Duffy, Phys. Rev. B 78, 224304 (2008)
G.V. Sinko, N.A. Smirnov, A.A. Ovechkin, P.R. Levashov, K.V. Khishchenko, High Energy Density Phys. 9, 309–314 (2013)
Zh Lin, L.V. Zhigilei, V. Celli, Phys. Rev. B 77, 075133 (2008)
American Institute of Physics Handbook, 3rd edn. (McGraw-Hill, New York, 1972)
D.K. Ilnitsky, V.A. Khokhlov, N.A. Inogamov, V.V. Zhakhovsky, YuV Petrov, K.V. Khishchenko, K.P. Migdal, S.I. Anisimov, J. Phys. Conf. Ser. 500, 032021 (2014)
N.A. Inogamov, V.V. Zhakhovsky, V.A. Khokhlov, B.J. Demaske, K.V. Khishchenko, I.I. Oleynik, J. Phys. Conf. Ser. 500, 192023 (2014)
N.A. Inogamov, V.V. Zhakhovskii, S.I. Ashitkov, V.A. Khokhlov, Y.V. Petrov, P.S. Komarov, M.B. Agranat, S.I. Anisimov, K. Nishihara, Appl. Surf. Sci. 255(24), 9712–9716 (2009). arXiv:0812.2965
V.V. Zhakhovskii, N.A. Inogamov, YuV Petrov, S.I. Ashitkov, K. Nishihara, Appl. Surf. Sci. 255(24), 9592–9596 (2009)
M.B. Agranat, S.I. Anisimov, S.I. Ashitkov, V.V. Zhakhovskii, N.A. Inogamov, P.S. Komarov, A.V. Ovchinnikov, V.E. Fortov, V.A. Khokhlov, V.V. Shepelev, JETP Lett. 91(9), 471–477 (2010)
N.A. Inogamov, V.V. Zhakhovsky, V.A. Khokhlov, V.V. Shepelev, JETP Lett. 93(4), 226–232 (2011)
G. Kresse, J. Furthmuller, Comput. Mater. Sci. 6, 15–50 (1996)
G. Kresse, J. Furthmuller, Phys. Rev. B 54, 11169 (1996)
http://elk.sourceforge.net
P.R. Levashov, K.V. Khishchenko, AIP Conf. Proc. 706, 87–90 (2004)
S.B. Kormer, V.D. Urlin, A.I. Funtikov, Sov. Phys. JETP 15(3), 477–488 (1962)
YuV Petrov, N.A. Inogamov, JETP Lett. 98(5), 278–284 (2013)
N.A. Inogamov, V.V. Zhakhovsky et al., Contrib. Plasma Phys. 53(10), 796–810 (2013)
B.I. Cho, K. Engelhorn, A.A. Correa et al., Phys. Rev. Lett. 106, 167601 (2011)