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Interplay of defect doping and Bernal-Fowler rules: A simulation study of the dynamics on ice lattices

机译：缺陷掺杂与Bernal-Fowler规则的相互作用：冰晶格动力学的模拟研究

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Protonic defects on ice lattices induced by doping with acids such as HC1 and HF or bases such as KOH can facilitate order-disorder transitions. In laboratory experiments KOH doping is efficient in promoting the ordering transition from hexagonal ice I to ice XI, but it is ineffective for other known ice phases, for which HC1 can trigger hydrogen ordering. Aiming at understanding these differences, random-walk simulations of the defect diffusion are performed on two- and three-dimensional ice lattices under the constraints imposed by the Bernal-Fowler ice rules. Effective defect diffusion coefficients are calculated for a range of dopants, concentrations, and ice phases. The interaction of different defects, incorporated by different dopants, is investigated to clarify the particular motion-enhancing role played by complementary defect pairs.
机译：通过掺杂酸（例如HCl和HF）或碱（例如KOH）而在冰晶格上产生的质子缺陷可以促进有序无序过渡。在实验室实验中，KOH掺杂可有效地促进从六角形冰I到冰XI的有序转变，但对其他已知的冰相无效，因为HCl可以触发氢的有序化。为了理解这些差异，在Bernal-Fowler冰规则施加的约束下，在二维和三维冰晶格上进行了缺陷扩散的随机游走模拟。计算出一定范围的掺杂剂，浓度和冰相的有效缺陷扩散系数。研究了由不同掺杂剂掺入的不同缺陷之间的相互作用，以阐明互补缺陷对所发挥的特定运动增强作用。

著录项

  • 来源
    《Physical review》 |2017年第13期|134301.1-134301.12|共12页
  • 作者

    K. W. Koster; T. Klocke; F. Wieland; R. Bohmer;

  • 作者单位

    Fakultdt Physik, Technische Universitat Dortmund, D-44221 Dortmund, Germany;

    Fakultdt Physik, Technische Universitat Dortmund, D-44221 Dortmund, Germany;

    Fakultdt Physik, Technische Universitat Dortmund, D-44221 Dortmund, Germany;

    Fakultdt Physik, Technische Universitat Dortmund, D-44221 Dortmund, Germany;

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