DFT исследования нелинейно-оптических, пьезоэлектрических и фотоупругих свойств гексагональных M2(NO3)(OH)3 (M=Sr, Ba)
Журавлев Ю.Н.1, Гвоздикова Е.В.1
1Кемеровский государственный университет, Кемерово, Россия

Email: zhur@kemsu.ru
Поступила в редакцию: 9 апреля 2025 г.
В окончательной редакции: 14 июля 2025 г.
Принята к печати: 16 июля 2025 г.
Выставление онлайн: 18 августа 2025 г.
В рамках теории функционала плотности методом связанных возмущений Хартри-Фока/Кона-Шэма в базисе локализованных орбиталей, с использованием градиентного PBE с дисперсионной поправкой D3(BJ) и гибридных PBE0, B3LYP функционалов вычисляются структурные, электронные, колебательные, диэлектрические, упругие и пьезоупругие свойства гексагональных Sr2(NO3)(OH)3, Ba2(NO3)(OH)3. На основании полученных из первых принципов данных устанавливаются корреляции между микроскопическими структурными и макроскопическими нелинейными оптическими, механическими, электромеханическими характеристиками. Ключевые слова: функционал плотности, NLO кристаллы, диэлектрическая проницаемость, коэффициенты SGH, упругие постоянные, пьезоэлектрические константы, гидроксиды нитратов.
- C. Wu, G. Yang, M.G. Humphrey, C. Zhang. Coord. Chem. Rev. 375, 459 (2018)
- X. Liu, P. Gong, Y. Yang, G. Song, Z. Lin. Coord. Chem. Rev. 400, 213045 (2019)
- Y. Liu, Y. Shen, S. Zhao, J. Luo. Coord. Chem. Rev. 407, 213152 (2020)
- R.A. Kumar. Journal of Chemistry 2013, 154862 (2013)
- D.A. Roberts. IEEEJ. Quantum Electron. 28, 2057 (1992)
- L. Kang, Z. Lin. Light: Science \& Applications. 11, 201 (2022)
- B.I. Kidyarov. Crystals. 7, 109 (2017)
- W. Wang, D. Mei, S. Wen, J. Wang, Y. Wu. J. Chinese Chemical Letters, 33, 5, 2301 (2022)
- P.S. Halasyamani, W. Zhang. Inorg. Chem. 56, 20, 12077 (2017)
- Y. Zhuravlev, V. Atuchin. Molecules 27, 20, 6840 (2022)
- S. Yun-Xia, L. Min, Y. Ning. Chinese J. Struct. Chem. 39, 12, 2148 (2020)
- L. Huang, G. Zou, H. Cai, S. Wang, C. Lin, N. Ye. J. Mater. Chem. C. 3, 5268 (2015)
- X. Dong, L. Huang, Q. Liu, H. Zeng, Z. Lin, D. Xu, G. Zou. Chemical Communication 54, 45, 5792 (2018)
- S. Dill, K. Gibson, J. Glaser, S. Tragl, H.-J. Meyer. Z. Anorg. Allg. Chem. 633, 274 (2007)
- L. Liu, Y. Yang, L. Li, Z. Yang, S. Pan. Journal of Alloys and Compounds 695, 1719 (2017)
- B. Ribar, B. Matkovic, B. Prelesni, R. Herak, F. Gabela, Acta Crystallogr. A. 28, 560 (1972)
- S. Kavitha, R.E. Vizhi. Journal of Molecular Structure 1276, 134746 (2023)
- M.A. Khainovsky, E.V. Boldyreva, V.G. Tsirelson. Acta Cryst. B. 80, 51 (2024)
- G. Clementi, F. Cottone, A. Di Michele, L. Gammaitoni, M. Mattarelli, G. Perna, M. Lopez-Suarez, S. Baglio, C. Trigona, I. Neri. Energies 15, 6227 (2022)
- A. Erba, R. Dovesi. Phys. Rev. B 88, 045121 (2013)
- Р.А. Эварестов, С.С. Новиков. ФТТ, 67, 2, 262 (2025)
- 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)
- D.V. Oliveira, M.F. Peintinger, J. Laun, T. Bredow. J. Comput. Chem. 40, 2364 (2019)
- J. Laun, D.V. Oliveira, T. Bredow. J. Comput. Chem. 39, 19, 1285 (2018)
- J. Laun, T. Bredow. J. Comput. Chem. 42, 15, 1064 (2021)
- J.P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof. Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996)
- S. Grimme, S. Ehrlich, L. Goerigk. Comput. Chem. 32, 7, 1456 (2011)
- A.D. Becke. J. Chem. Phys. 98, 5648 (1993)
- C. Lee, W. Yang, R.G. Parr. Phys. Rev. B 37, 785 (1988)
- C. Adamo, V. Barone. J. Chem. Phys. 110, 6158 (1999)
- 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 Ph. D'Arco, M. Llunel, M. Caus, Y. Noel, L. Maschio, A. Erba, M. Rerat, S. Casassal., CRYSTAL17 User's Manual, Universita of Torin, Torino, Italy (2018).
- H.J. Monkhorst, J.D. Pack. Phys. Rev. B. 13, 5188 (1976)
- F. Birch. Journal Geophysical Research 83, B3, 1257 (1978)
- F. Pascale, C.M. Zicovich-Wilson, F.L. Gejo, B. Civalleri, R. Orlando, R. Dovesi. J. Comput. Chem. 25, 888 (2004)
- C.M. Zicovich-Wilson, J. Torres, F. Pascale, L. Valenzano, R. Orlando, R. Dovesi. J. Comput. Chem. 29, 2268 (2008)
- W.F. Perger, C. Criswell, B. Civalleri, R. Dovesi. Comp. Phys. Comm. 180, 10, 1753 (2009)
- A. Erba, A. Mahmoud, R. Orlando, R. Dovesi. Phys. Chem. Minerals 41, 151 (2014)
- Ю.Н. Журавлев, Д.В. Корабельников. ФТТ 58, 6, 1129 (2016)
- Z. Hu, M. Lan, D. Huang, P. Huang, S. Wang. Crystals 12, 1323 (2022)
- Ю.Н. Журавлев, Д.В. Корабельников. Известия высших учебных заведений. Физика 60, 1, 123 (2017)
- H. Jia, F. Wang, J. Wu, X. Tan, Y. Cao. International Journal of Modern Physics B 34, 30, 2050286 (2020).
- M. Born, K. Huang. Dynamics Theory of Crystal Lattices. Oxford University Press, Oxford, UK (1954)
- F. Mouhat, F.-X. Coudert. Phys. Rev. B 90, 224104 (2014)
- H.A. Абдуллаев. ФТТ. 48, 4, 623 (2006)
- Z. Sun, S. Li, R. Ahuja, J.M. Schneider. Solid State Commun. 129, 9, 589 (2004)
- W. Voigt. Lehrbuch der Kristallphysik. Teubner, Leipzig (1928). 978 p
- A. Reuss. Z. Angew. Math. Mech. 9, 1, 4958 (1929)
- R. Hill. Journal of the Mechanics and Physics of Solids. 11, 5, 357 (1963)
- S.F. Pugh. Philos. Mag. J. Sci. 45, 823 (1954)
- J. Haines, J.M. Leger, G. Bocquillon. Annual Review of Materials Research, 31, 1 (2001)
- Д.С. Сандитов, В.В. Мантатов, Б.Д. Сандитов. ЖТФ, 79, 4, 150 (2009)
- J.P. Castagna, M.L. Batzle, R.L. Eastwood. Geophysics, 50, 571 (1985)
- O.L. Anderson. J. Phys. Chem. Solids. 24, 909 (1963)
- D.R. Clarke. Surf. Coat. Technol. 163, 67 (2003)
- P. Huang, S. Wang, J. Ding, D. Wang, B. Wang, H. Liu, L. Xu, L. Zhang, X. Li, Y. Liu. RSC Adv. 9, 20706 (2019)
- K.A. Hussain, P.M. Kumar, A. Saritha. Int. J. Innov. Res. Sci. Eng. Tech., 4, 11146 (2015)
- R. Dovesi, M. De La Pierre, A.M. Ferrari, F. Pascale, L. Maschio, C.M. Zicovich-Wilson. Am. Miner. 96, 1787 (2011)
- C. Carteret, M. De La Pierre, M. Dossot, F. Pascale, A. Erba, R. Dovesi. J. Chem. Phys. 138, 014201 (2013)
- X. Gonze, C. Lee. Phys. Rev. B 55, 10355 (1997)
- A. Erba, Kh.E. El-Kelany, M. Ferrero, I. Baraille, M. Rerat. Phys. Rev. B. 88, 035102 (2013)
- J. Baima, A. Erba, L. Maschio, C.M. Zicovich-Wilson, R. Dovesi, B. Kirtman, Z. Phys. Chem. 230, 719 (2016)
- A. Erba. Phys. Chem. Chem. Phys., 18, 13984 (2016)
- R. Tarumi, K. Nakamura, H. Ogi, M. Hirao. Journal of Applied Physics. 102, 113508 (2007)
- A.J. Lovinger. Ferroelectric Polymers. Science. 220, 1115 (1983)
- А.В. Сотников, R. Kunze, H. Schmidt, M. Weihnacht, M. Hengst, J. Gotze. ФТТ 51, 2, 261 (2009).
- A. Erba, M.T. Ruggiero, T.M. Korter, R. Doves. J. Chem. Phys. 143, 144504 (2015)
- L. Levien, C.T. Prewitt, D.J. Weidner. American Mineralogist. 65, 9-10, 920 (1980)
- A. Erba, M.T. Ruggiero, T.M. Korter, R. Dovesi. J. Chem. Phys. 143, 144504 (2015)
- M. Ferrero, M. Rerat, R. Orlando, R. Dovesi. J. Chem. Phys. 128, 014110 (2008)
- M. Ferrero, B. Civalleri, M. Rerat, R. Orlando, R. Dovesi. J. Chem. Phys. 131, 214704 (2009).