ENERGIES OF FORMATION OF POINT DEFECTS IN PERFECT AND DISLOCATED IONIC CRYSTALS

Résumé
Nous avons calculé les propriétés de noyau et les énergies de déformation d'une dislocation droite du type étroit dans MgO. Le réseau de notre modèle comprend des ions à charge entière qui interagissent entre eux par les potentiels de Coulomb et de courte portée du type central. Le potentiel de Coulomb pour la dislocation a été évalué suivant la méthode originale de Madelung [1]. Pour tenir compte adéquatement de la polarisation des ions, nous avons employé le modèle à couche en allant ainsi au-delà du modèle d'ion ponctuel. Ce modèle à couche qui reflète la déformation des ions est consistant avec les propriétés élastiques de MgO. La quantité de calcul considérable nécessaire pour l'obtention de la relaxation du réseau avec ce modèle complexe a été réduite grâce à l'emploi d'une zone autour de la dislocation qui répond d'une façon flexible à la relaxation explicite du noyau de la dislocation. Ce modèle peut être étendu pour calculer l'interaction dislocation-défaut, par exemple pour le calcul de la relaxation d'un réseau contenant dislocation et des lacunes ou des interstitiels près du noyau de dislocation. Jusqu'ici nous avons évalué les énergies de liaison des lacunes cationiques et anioniques à divers sites dans la région de noyau. L'interaction peut être attractive ou répulsive suivant le site, et l'énergie varie entre ~ 1 eV et zéro.

Abstract
A method previously developed for calculating the core configurations of simple dislocations has been extended to calculate dislocation-point defect interactions. Our lattice model represents the crystal by ions with integer charges interacting by Coulomb and short-range central potentials. The Coulomb potential for the dislocated lattice is computed using the original method of Madelung for calculating the potential of periodic strings of ions. Using the shell model, we have extended the method beyond the simplest case of unpolarisable ions (point-ion model) to allow a proper description of the ion polarization. The substantial calculation required to relax the dislocated lattice when a vacancy or interstitial is introduced is reduced by using a harmonic boundary region in which the ion positions are determined by assuming that this region acts as a dielectric continuum. We have so far computed the binding energy of both anion and cation vacancies at various sites in the core. The interaction turns out to be attractive or repulsive at different sites and is for order ~ 1 eV at some sites but close to zero at others.