Anharmonic Effects in Heat Capacity and Saturation Vapour Pressure of Dilute Substitutional Alloys

Abstract

The contribution to the heat capacity and equilibrium pressure of the vapour over crystals due to the anharmonicity of atomic vibrations is calculated. It is shown that the anharmonicity changes the temperature dependence of the saturation pressure. This change is simply connected with the anharmonic addition to the heat capacity. In the high temperature region the vapour density over the crystal is increased several times due to the anharmonism. The corresponding temperature addition may be about 10%. The temperature dependences of the anharmonic contribution to the heat capacity at high and low temperatures are found. I n the high-temperature region the corresponding addition is linear in temperature. At low temperatures its behaviour is more complicated, especially in crystals containing heavy substitutional impurities an anomalous growth may be observed.Es wird der Beitrag zur Wiirmekapazitiit und zum Gleichgewichtsdampfdruck von Kristallen berechnet, der infolge der Anharmonizitiit der Atomschwingungen auftritt. Es wird gezeigt, daB die Anharmonizitit die Temperaturabhiingigkeit des Siittigungsdampfdruckes iindert. Diese dnderung ist in einfacher Weise mit dem Anharmonizitiitsbeitrag der Warmekapazitat verkniipft. Im Bereich hoher Temperaturen nimmt die Dampfdichte uber dem Kristall einige Male zu. Die entsprechende Temperaturerhohung kann etwa 10% betragen. Die Temperaturabhiingigkeit des anharmonischen Beitrags zur Wiirmekapazitiit wird bei tiefen und hohen Temperaturen bestimmt. Im Bereich hoher Temperaturen ist der entsprechende Zusatz linear mit der Temperatur. Bei niedrigen Temperaturen ist das Verhalten komplexer, insbesondere in Kristallen, die schwere Substitutionsstorstellen enthalten, kann ein anomales Anwachsen beobachtet werden.