Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2024, выпуск 8 » Статья стр. 877
<<<
Спектры инфракрасного отражения и комбинационного рассеяния света кристаллов со структурой белоусовита из первых принципов
Журавлев Ю.Н.1
1Кемеровский государственный университет, Кемерово, Россия
Email: zhur@kemsu.ru
Поступила в редакцию: 3 июля 2024 г.
В окончательной редакции: 26 августа 2024 г.
Принята к печати: 27 августа 2024 г.
Выставление онлайн: 25 октября 2024 г.
PDF версия
В полноэлектронном и псевдопотенциальном базисе локализованных атомных орбиталей с обменно-корреляционным функционалом PBE и дисперсионной поправкой D3 программного кода CRYSTAL выполнен расчет кристаллической структуры, тензора диэлектрической проницаемости, TO-LO-расщепления мод, спектров инфракрасного отражения и комбинационного рассеяния света минерала белоусовита и его синтетических аналогов с формулой AZnSO4X (A = K, Rb, Cs, Tl; X = Cl, Br, I). Подтверждено наличие в структуре тетраэдров SO4, ZnO3X и полиэдров AOnXm (n=5,6,7; m=2,3). Внутренние - валентные и деформационные, и внешние - либрационные колебания для сульфатных групп проявляются в колебательных спектрах всех соединений. В спектрах отражения выделяются полосы высокой интенсивности от 900 до 1160 cm-1, образованные внутримолекулярными колебаниями ν1 и ν3. В диапазоне ниже 150 cm-1 выделяются колебания с участием атомов катионов. Установлены отдельные моды, имеющие большую величину TO-LO-расщепления. В спектре комбинационного рассеяния света самыми интенсивными также будут моды ν1,ν3. Первая группа (ν1) состоит из четырех мод, среди которых самая интенсивная при 900-920 cm-1 образована в большей мере колебаниями отдельных неэквивалентных атомов кислорода, а три другие - атомами серы и других атомов. Наоборот, моды ν3 с волновыми числами выше 1100 cm-1 имеют подавляющий вклад атомов кислорода О4 с кратчайшим расстоянием S-O4 и A-O4. Для этих и других мод ν2,ν4 установлены с высоким коэффициентом корреляции линейные зависимости волновых чисел от структурных параметров. Ключевые слова: белоусовит, синтетические кристаллы, ab initio, диэлектрическая проницаемость, спектры инфракрасного отражения, спектры комбинационного рассеяния света.
  1. O.I. Siidra, E.V. Nazarchuk, E.A. Lukina, A.N. Zaitsev, V.V. Shilovskikh. Mineral. Mag., 82, 1079 (2018). DOI: 10.1180/minmag.2017.081.084
  2. И.В. Пеков, А.А. Агаханов, Н.В. Зубкова, Н.Н. Кошлякова, Н.В. Щипалкина, Ф.Д. Сандалов, В.О. Япаскурт, А.Г. Турчкова, Е.Г. Сидоров. Геология и геофизика, 61 (5-6), 826 (2020). DOI: 10.15372/GiG2019167 [I.V. Pekov, A.A. Agakhanov, N.V. Zubkova, N.N. Koshlyakova, N.V. Shchipalkina, F.D. Sandalov, V.O. Yapaskurt, A.G. Turchkova, E.G. Sidorov. Russian Geology and Geophysics., 61 (5-6), 675 (2020). DOI: 10.15372/RGG2019167]
  3. A.S. Borisov, O.I. Siidra, D.O. Charkin, K.A. Zagidullin, R.K. Burshtynovich, N.S. Vlasenko. Acta Crystallogr. B, 78, 499 (2022). DOI: 10.1107/S2052520622003535
  4. B. Bosson. Acta Crystallogr. B, 32, 2044 (1976)
  5. A. Oganov. Faraday Discuss., 211, 643 (2018). DOI: 10.1039/C8FD90033G
  6. C. Richard, A. Catlow. IUCr J., 10 (2), 143 (2023). DOI: 10.1107/S2052252523001835
  7. С.А. Климин, Б.Н. Маврин, И.В. Будкин, В.В. Бадиков, Д.В. Бадиков. Опт. и спектр., 127 (7), 20 (2019). DOI: 10.21883/OS.2019.07.47925.66-19 [S.A. Klimin, B.N. Mavrin, I.V. Budkin, V.V. Badikov, D.V. Badikov. Opt. Spectrosc., 127 (1), 14 (2019). DOI: 10.1134/S0030400X19070130]
  8. В.А. Чернышев, П.А. Агзамова, А.В. Архипов. Опт. и спектр., 128 (11), 1668 (2020). DOI: 10.21883/OS.2020.11.50170.124-20 [V.A. Chernyshev, P.A. Agzamova, A.V. Arkhipov. Opt. Spectrosc., 128 (11), 1800 (2020). DOI: 10.1134/S0030400X20110090]
  9. Ю.Н. Журавлев. Опт. и спектр., 131 (9), 1199 (2023). DOI: 10.61011/OS.2023.09.56606.4667-23
  10. J.J. Wylde, G.C. Allen, I.R. Collins. Appl. Spectrosc., 55, 1155 (2001). https://opg.optica.org/as/abstract.cfm?URI=as-55-9-1155
  11. H. Takahashi, S. Meshitsuka, K. Higasi. Spectrochim. Acta A: Molec. Spectrosc., 31 (11), 1617 (1975). DOI: 10.1016/0584-8539(75)80102-4
  12. K. Ben Mabrouk, T.H. Kauffmann, H. Aroui, M.D. Fontana. J. Raman Spectrosc., 44 (11), 1603 (2013). DOI: ff10.1002/jrs.4374ff
  13. J. Qiu, X. Li, X. Qi. IEEE Photonics J., 11 (5), 6802612 (2019). DOI: 10.1109/JPHOT.2019.2939222
  14. А.Р. Алиев, И.Р. Ахмедов, М.Г. Какагасанов, З.А. Алиев. ФТТ, 61 (8), 1513 (2019). DOI: 10.21883/FTT.2019.08.47980.382 [A.R. Aliev, I.R. Akhmedov, M.G. Kakagasanov, Z.A. Aliev. Phys. Solid State, 61 (8), 1464 (2019). DOI: 10.1134/S1063783419080043]
  15. D.V. Korabel'nikov, Yu.N. Zhuravlev. J. Phys. Chem. Solids, 119, 114 (2018). DOI: 10.1016/j.jpcs.2018.03.037
  16. K. Omori. Mineral. J., 5 (5), 334 (1968)
  17. M.D. Lane. American Mineralogist, 92 (1), 1 (2007). DOI: 10.2138/am.2007.2170
  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). DOI: 10.1002/wcms.1360
  19. L. Valenzano, F.J. Torres, K. Doll, F. Pascale, C.M. Zicovich-Wilson, R. Dovesi. Zeitschrift fur Physikalische Chemie, 220 (7), 893 (2006). DOI: 10.1524/zpch.2006.220.7.893
  20. T. Bredow, P. Heitjans, M. Wilkening. Phys. Rev. B, 70 (11), 115111 (2004). DOI: 10.1103/PhysRevB.70.115111
  21. J.E. Jaffe, A.C. Hess. Phys. Rev. B, 48 (11), 7903 (1993). DOI: 10.1103/PhysRevB.48.7903
  22. E. Apra, M. Causa, M. Prencipe, R. Dovesi, V.R. Saunders. J. Phys. Condens. Matter, 5 (18), 2969 (1993). DOI: 10.1088/0953-8984/5/18/019
  23. K. Doll, H. Stoll. Phys. Rev. B, 57 (8), 4327 (1998). DOI: 10.1103/PhysRevB.57.4327
  24. J. Laun, D.V. Oliveira, T. Bredow. J. Comput. Chem., 39 (19), 1285 (2018). DOI: 10.1002/jcc.25195
  25. J. Laun, T. Bredow. J. Comput. Chem., 42 (15), 1064 (2021). DOI: 10.1002/jcc.26521
  26. J.P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof. Phys. Rev. Lett., 77, 3865 (1996). DOI: 10.1103/PhysRevLett.77.3865
  27. S. Grimme, S. Ehrlich, L. Goerigk. Comput. Chem., 32 (7), 1456 (2011). DOI: 10.1002/jcc.21759
  28. Е.М. Рогинский, Ю.Ф. Марков, А.И. Лебедев. ЖЭТФ, 155 (5), 855 (2019). DOI: 10.1134/S0044451019050092 [E.M. Roginskii, Y.F. Markov, A.I. Lebedev. J. Experiment. Theor. Phys., 128 (5), 727 (2019). DOI: 10.1134/S1063776119030208]
  29. R. Dovesi, V.R. Saunders, C. Roetti, R. Orlando, C.M. Zicovich-Wilson, F. Pascale, B. Civalleri, K. Doll, N.M. Harrison, I.J. Bush, P. D'Arco, M. Llunell, M. Caus\`a, Y. Noel, L. Maschio, A. Erba, M. Rerat, S. Casassa. CRYSTAL17 User's Manual (University of Torino, Torino, 2017)
  30. H.J. Monkhorst, J.D. Pack. Phys. Rev. B, 13 (11), 5188 (1976). DOI: 10.1103/PhysRevB.13.5188
  31. C.G. Broyden. IMA J. Appl. Math., 6, 76 (1970)
  32. R. Fletcher. Comput. J., 13, 317 (1970)
  33. D. Goldfarb. Math. Comput., 24, 23 (1970)
  34. F. Shanno. Math. Comput., 24, 647 (1970)
  35. F. Pascale, C.M. Zicovich-Wilson, F. Lopez, B. Civalleri, R. Orlando, R. Dovesi. J. Comput. Chem., 25 (6) 888 (2004). DOI: 10.1002/jcc.20019
  36. C.M. Zicovich-Wilson, F. Pascale, C. Roetti, V.R. Saunders, R. Orlando, R. Dovesi. J. Comput. Chem., 25 (15), 1873 (2004). DOI: 10.1002/jcc.20120
  37. P. Umari, A. Pasquarello, A. Dal Corso. Phys. Rev. B, 63 (9), 094305 (2001). DOI: 10.1103/PhysRevB.63.094305
  38. X. Gonze, C. Lee. Phys. Rev. B, 55 (16), 10355 (1997). DOI: 10.1103/PhysRevB.55.10355
  39. R. Resta. Rev. Mod. Phys., 66 (3), 899 (1994). DOI: 10.1103/RevModPhys.66.899
  40. C. Carteret, M. De La Pierre, M. Dossot, F. Pascale, A. Erba, R. Dovesi. J. Chem. Phys., 138, 014201 (2013). DOI: 10.1063/1.4772960
  41. M. Ferrero, M. Rerat, R. Orlando, R. Dovesi. J. Chem. Phys., 128, 014110 (2008). DOI: 10.1063/1.2817596
  42. A. Erba, R. Dovesi. Phys. Rev. B, 88 (4), 045121 (2013). DOI: 10.1103/PhysRevB.88.045121
  43. L. Maschio, B. Kirtman, M. Rerat, R. Orlando, R. Dovesi. J. Chem. Phys., 139, 164102 (2013). DOI: 10.1063/1.4824443
  44. R.D. Shannon. Acta Cryst. A, 32, 751 (1976)
  45. В.М. Фридкин, Т.Г. Головина, А.Ф. Константинова, Е.А. Евдищенко. Кристаллография, 67 (4), 532 (2022). DOI: 10.31857/S0023476122040087 [V.M. Fridkin, T.G. Golovina, A.F. Konstantinova, E.A. Evdishchenko. Crystallography Reports, 67 (4), 494 (2022). DOI: 10.1134/s1063774522040083]
  46. I. Petousis, D. Mrdjenovich, E. Ballouz, M. Liu, D. Winston, W. Chen, T. Graf, T.D. Schladt, K. Persson, F.B. Prinz. Sci. Data, 4, 160134 (2017). DOI: 10.1038/sdata.2016.134
  47. R. Demichelis, H. Suto, Y. Noel, H. Sogawa, T. Naoi, C. Koike, H. Chihara, N. Shimobayashi, M. Ferrabone, R. Dovesi. Mon. Not. R. Astron. Soc., 420, 147 (2012). DOI: 10.1111/j.1365-2966.2011.20018.x
  48. W.W. Rudolph, M.H. Brooker, P.R. Tremaine. J. Solution Chem., 28 (5), 621 (1999). DOI: 10.1023/A:1022691117630
  49. V. Karadjova, D. Stoilova. J. Crystall. Process and Technology, 3, 136 (2013). DOI: 10.4236/jcpt.2013.34022
  50. D. Liu, H.M. Lu, J.R. Hardy, F.G. Ullman. Phys. Rev. B., 44 (14), 7387 (1991). DOI: 10.1103/PhysRevB.44.7387

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