Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2022, выпуск 11 » Статья стр. 1726
<<<>>>
Ab initio исследования влияния давления на структуру, электронные и упругие свойства карбонатов щелочных--щелочно-земельных металлов
DOI: 10.21883/FTT.2022.11.53326.386
Переводная версия: 10.21883/PSS.2022.11.54193.386
Журавлев Ю.Н.1
1Кемеровский государственный университет, Кемерово, Россия
Email: zhur@kemsu.ru
Поступила в редакцию: 25 мая 2022 г.
В окончательной редакции: 19 июля 2022 г.
Принята к печати: 19 июля 2022 г.
Выставление онлайн: 23 августа 2022 г.
PDF версия
Методами теории функционала плотности с градиентным РВЕ функционалом и дисперсионной поправкой D3(BJ) в базисе локализованных орбиталей пакета CRYSTAL17 проведено исследование влияния давления на структурные, электронные и упругие свойства K2Ca(CO3)2, K2Mg(CO3)2, Na2Ca2(CO3)3, Na2Mg(CO3)2. Определены параметры уравнения состояния в форме Берча-Мурнагана третьего порядка и показано, что равновесный объем и модуль сжимаемости линейно зависят от среднего радиуса катиона. Под давлением ширины верхних валентных зон увеличиваются максимально в K2Ca(CO3)2 и минимально в Na2Ca2(CO3)3, а центры тяжести катионных состояний смещаются на ~0.2 eV. Рассчитаны упругие постоянные и поликристаллические модули, которые увеличиваются с уменьшением среднего радиуса катиона. Модуль сдвига для K2Ca(CO3)2 и K2Mg(CO3)2 уменьшается с ростом давления и это приводит к аномальному поведению продольной и поперечной скорости акустической волны. Ключевые слова: ab initio расчеты, бючлиит, эйтелит, шортит, уравнение состояния, упругие модули, плотность состояний, давление.
  1. А.Ф. Шацкий, К.Д. Литасов, Ю.Н. Пальянов. Геология и геофизика 56, 1-2, 149 (2015)
  2. A. Bekhtenova, A. Shatskiy, I.V. Podborodnikov, A.V. Arefiev, K.D. Litasov. Gondwana Res. 94, 86 (2021)
  3. И.С. Шарыгин, А.В. Головин, А.М. Дымшиц, А.Д. Калугина, К.А. Соловьев, В.Г. Мальковец, Н.П. Похиленко. Докл. РАН. Науки о Земле 500, 2, 161 (2021)
  4. K. Zhang, X.S. Li, Y. Duan, D.L. King, P. Singh, L. Li. International J. Greenhouse Gas Control 12, 351 (2013)
  5. Y. Duan, K. Zhang, X.S. Li, D.L. King, B. Li, L. Zhao, Y. Xiao. Aerosol Air Quality Res. 14, 470 (2014)
  6. Y. Song, M. Luo, D. Zhao, G. Peng, C. Lin, N. Ye. J. Mater. Chem. C 5, 34, 8758 (2017)
  7. A. Pabst. Am. Mineralogist 59, 353 (1974)
  8. K.-F. Hesse, B. Simons. Z. Kristallographie 161, 289 (1982)
  9. A. Pabst. Am. Mineralogist 58, 211 (1973)
  10. B. Dickens, A. Hyman, W.E. Brown. J. Res. Nat. Bureau of Standards --- Phys. Chem. A 75, 129 (1971)
  11. S. Rashchenko, A. Shatskiy, K. Litasov. High-Pressure Na-Ca Carbonates in the Deep Carbon Cycle. In book Carbon in Earth's Interior. John Wiley and Sons (2020)
  12. M.R. Hazen, D.R. Hummer, G. Hystad, R.T. Downs, J.J. Golden. Am. Mineralogist 101, 889 (2016)
  13. A. Golubkova, M. Merlini, M.W. Schmidt. Am. Mineralogist 100, 11-12, 2458 (2015)
  14. A. Shatskiy, P.N. Gavryushkin, I.S. Sharygin, K.D. Litasov, I.N. Kupriyanov, Y. Higo, Y.M. Borzdov, K. Funakoshi, Y.N. Palyanov, E. Ohtani. Am. Mineralogist 98, 2172 (2013)
  15. C.E. Vennari, B.C. Meavers, Q. Williams. J. Geophys. Res.: Solid Earth. 123, 6574 (2018)
  16. T. Inerbaev, P. Gavryushkin, K. Litasov, F. Abuova, A. Akilbekov. Вестн. Караганд. ун-та. Сер. Физика 4, 88, 24 (2017)
  17. И.М. Куликова, О.А. Набелкин, В.А. Иванов, И.А. Филенко. ФТТ 63, 10, 1505 (2021)
  18. R. Dovesi, A. Erba, R. Orlando, C.M. Zicovich-Wilson, B. Civalleri, L. Maschio, M. Rerat, S. Casassa, J. Baima, S. Salustro, B. Kirtman. WIREs Comput. Mol Sci. 8, 4, e1360 (2018)
  19. L. Valenzano, F.J. Torres, K. Doll, F. Pascale, C.M. Zicovich-Wilson, R. Dovesi. Z. Phys. Chem. 220, 7, 893 (2006)
  20. R. Dovesi, C. Roetti, C. Freyria Fava, M. Prencipe, V.R. Saunders. Chem. Phys. 156, 1, 1 (1991)
  21. J.P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof. Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996)
  22. J.P. Perdew, A. Ruzsinszky, G.I. Csonka, O.A. Vydrov, G.E. Scuseria, L.A. Constantin, X. Zhou, K. Burke. Phys. Rev. Lett. 100, 136406 (2008)
  23. A.D. Becke. J. Chem. Phys. 98, 5648 (1993)
  24. C. Lee, W. Yang, R.G. Parr. Phys. Rev. B 37, 785 (1988)
  25. Yu.N. Zhuravlev, V.V. Atuchin. Nanomaterials 10, 11, 2275 (2020)
  26. Yu.N. Zhuravlev, V.V. Atuchin. Sensors 21, 3644 (2021)
  27. H.J. Monkhorst, J.D. Pack. Phys. Rev. B 13, 5188 (1976)
  28. S. Grimme, A. Hansen, J.G. Brandenburg, C. Bannwarth. Chem. Rev. 116, 9, 5105 (2016)
  29. S. Grimme, J. Antony, S. Ehrlich, H. Krieg. J. Chem. Phys. 132, 154104 (2010)
  30. S. Grimme, S. Ehrlich, L. Goerigk. Comp. Chem. 32, 7, 1456 (2011)
  31. W.F. Perger, J. Criswell, B. Civalleri, R. Dovesi. Comp. Phys. Commun. 180, 1753 (2009)
  32. A. Erba, A. Mahmoud, R. Orlando, R. Dovesi. Phys. Chem. Minerals. 41, 151 (2014)
  33. F. Birch. J. Geophys. Res. 83, 3, 1257 (1978)
  34. A. Erba, A. Mahmoud, D. Belmonte, R. Dovesi. J. Chem. Phys. 140, 12, 124703 (2014)
  35. T. Bredow M.F. Peintinger, D.V. Oliveira. J. Comput. Chem. 34, 6, 451 (2013)
  36. H. Effenberger, H. Langhof. Acta Crystallographica C 40, 7, 1299 (1984)
  37. R.D. Shannon. Acta Crystallographica A 32, 751 (1976)
  38. L. Zhang, Y. Wang, J. Lv, Y. Ma. Nature Rev. Materials 2, 17005 (2017)
  39. J.A. Ross, M. Alvaro, F. Nestola. Phys. Chem. Minerals 45, 95 (2018)
  40. Z.Q. Wu, W.Z. Wang. Sci. China Earth Sci. 59, 1107 (2016)
  41. F. Mouhat, F.-X. Coudert. Phys. Rev. B 90, 224104 (2014)
  42. W. Voigt. Lehrbuch der Kristallphysik. Teubner, Leipzig. (1928). P. 978
  43. A. Reuss. Z. Angew. Math. Mech. 9, 1, 4958 (1929)
  44. R. Hill. J. Mech. Phys. Solids 11, 5, 357 (196)
  45. Z.J. Wu, Zhao, E.J. Xiang, H.P. Hao, X.F. Liu, X.J. Meng. Phys. Rev. B 76, 054115 (2007)
  46. O.L. Anderson. J. Phys. Chem. Solids 24, 909 (1963)
  47. C. Sanchez-Valle, S. Ghosh, A. Rosa. Geophys. Res. Lett. 38, L24315 (2011)
  48. J.P. Castagna, M.L. Batzle, R.L. Eastwood. Geophys. 50, 4, 571 (1985)
  49. Yu.N. Zhuravlev, D.V. Korabel'nikov. Mater. Today Commun. 28, 102509 (2021)
  50. Yu.N. Zhuravlev, D.V. Korabel'nikov. Solid. State Commun. 346, 15, 114706 (2022)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme