Cтруктура и динамика решетки редкоземельных гранатов RE$_{3}$Al$_{5}$O$_{12}$ (RE = Gd–Lu, Y): расчет ab initio

В рамках подхода МО ЛКАО исследованы редкоземельные гранаты RE$_{3}$Al$_{5}$O$_{12}$ (RE = La–Lu, Y). Рассчитан фононный спектр Y$_{3}$Al$_{5}$O$_{12}$ в $\Gamma$-точке. Анализ векторов смещений, полученных из расчета ab initio, позволил провести отнесение фундаментальных колебаний в структуре Y$_{3}$Al$_{5}$O$_{12}$. Рассчитаны упругие постоянные для кристаллов RE$_{3}$Al$_{5}$O$_{12}$. Расчеты выполнены в рамках теории функционала плотности. Показана необходимость использовать гибридные функционалы, учитывающие долю нелокального обмена в формализме Хартри–Фока. Показано, что описание внутренних оболочек редкоземельного иона по 4$f$ включительно посредством псевдопотенциала (4$f$-in-core) позволяет существенно уменьшить время расчета “computer cost” с сохранением точности описания структуры и динамики решетки. Была использована программа CRYSTAL, предназначенная для расчетов ab initio периодических структур.