Поведение коэффициента самодиффузии при вариации изотопного состава кристалла

С учетом зависимости параметров межатомного потенциала от массы атома изучено изменение диффузионных параметров при вариации изотопного состава кристалла как в области высоких, так и в области низких температур. Показано, что при высоких температурах изотопная зависимость коэффициента самодиффузии незначительна. Однако при переходе к низким температурам отличие коэффициентов самодиффузии в изотопно-различных кристаллах становится заметным. Расчеты для алмаза и лития показали, что коэффициент самодиффузии в области низких температур при переходе от $^{12}\mathrm{C}$ к $^{13}\mathrm{C}$ уменьшается на один-три порядка, а при переходе от $^7\mathrm{Li}$ к $^6\mathrm{Li}$ возрастает на порядок. Этот эффект связан с квантовым туннелированием при низких температурах и обусловлен наличием у атомов "нулевых колебаний". Показано, что в области высоких температур учет изотопной зависимости параметров межатомного потенциала оказывает заметное влияние на коэффициент самодиффузии. Рассчитана температурная зависимость коэффициента самодиффузии и оценены температуры, ниже которых закон Аррениуса уже не соблюдается.