Аннотация:
Методом межатомных потенциалов выполнено моделирование дырочных центров кислорода в кристаллах форстерита. Оценены энергии одиночных дырочных центров кислорода, а также их кластеров с собственными и примесными дефектами кристалла при различной структурной локализации точечных дефектов.
Показано, что наиболее энергетически выгодной позицией для одиночных дырочных центров кислорода является позиция О3, которая дает преимущество в энергии образования 0.17 eV по сравнению с позицией О2 и 1.66 eV по сравнению с позицией О1. Наибольший энергетический выигрыш за счет энергии ассоциации может быть получен, если дырочные центры кислорода локализованы в вершинах тетраэдра с вакансией кремния. Присутствие хрома может повышать вероятность образования кремниевых вакансий. Обсуждается связь полученных результатов с экспериментальными исследованиями центров окраски, возникающих в кристаллах Mg$_2$SiO$_4$ и Mg$_2$SiO$_4$ : Cr под действием ионизирующего излучения.