Вышедшие номера
Структурные, электронные и термодинамические свойства пентаоксида ванадия, интеркалированного литием
Российский научный фонд, Проведение инициативных исследований молодыми учеными, 24-73-00009
Рогинский Е.М. 1, Савин А.В.1, Панкрушина Е.А.2
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Институт геологии и геохимии им. академика А.Н. Заварицкого Уральского отделения РАН, Екатеринбург, Россия
Email: e.roginskii@mail.ioffe.ru, Aleksandr.Savin@mail.ioffe.ru, lizaveta.94@list.ru
Поступила в редакцию: 17 апреля 2025 г.
В окончательной редакции: 30 мая 2025 г.
Принята к печати: 31 мая 2025 г.
Выставление онлайн: 21 июня 2025 г.

Детально изучены две структурные модификации пентаоксида ванадия, интеркалированного литием. С помощью ab initio теоретических подходов рассчитаны динамические, электронные и термодинамические свойства этих материалов. В результате уточнена структура и симметрия дельта- и эпсилон-фаз Li-V2O5, в спектрах комбинационного рассеяния выявлена характерная особенность в высокочастотной области спектра, которая позволяет идентифицировать полиморф в процессе интеркаляции. Расчет термодинамических свойств, выполненный в рамках квазигармонического приближения, позволил определить основные термодинамические характеристики и оценить величину теплопроводности, как для исходного пентаоксида ванадия, так и для интеркалированной литием структуры. Установлено, что интеркаляция структуры приводит к снижению свойств фононного транспорта. Ключевые слова: катоды, ванадиевые бронзы, термодинамика.
  1. M.S. Whittingham. J. Electrochem. Soc. 123, 315 (1976)
  2. E. Esparcia, J. Joo, J. Lee. CrystEngComm 23, 5267 (2021)
  3. C. Satto, P. Sciau, E. Dooryhee, J. Galy, P. Millet. J. Solid State Chem. 146, 103 (1999)
  4. J. Cocciantelli, M. Menetrier, C. Delmas, J. Doumerc, M. Pouchard, P. Hagenmuller. Solid State Ion. 50, 99 (1992)
  5. S. Caes, J.C. Arrebola, N. Krins, P. Eloy, E.M. Gaigneaux, C. Henrist, R. Cloots, B. Vertruyen. J. Mater. Chem. A 2, 5809 (2014)
  6. R. Cava, A. Santoro, D. Murphy, S. Zahurak, R. Fleming, P. Marsh, R. Roth. J. Solid State Chem. 65, 63 (1986)
  7. X. Gonze, B. Amadon, P.-M. Anglade, J.-M. Beuken, F. Bottin, P. Boulanger, F. Bruneval, D. Caliste, R. Caracas, M. C.ot.e, T. Deutsch, L. Genovese, P. Ghosez, M. Giantomassi, S. Goedecker, D. Hamann, P. Hermet, F. Jollet, G. Jomard, S. Leroux, M. Mancini, S. Mazevet, M. Oliveira, G. Onida, Y. Pouillon, T. Rangel, G.-M. Rignanese, D. Sangalli, R. Shaltaf, M. Torrent, M. Verstraete, G. Zerah, J. Zwanziger. Comput. Phys. Commun. 180, 2582 (2009)
  8. 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)
  9. A.I. Liechtenstein, V.I. Anisimov, J. Zaanen. Phys. Rev. B 52, R5467 (1995)
  10. D.R. Hamann. Phys. Rev. B 88, 085117 (2013)
  11. H.J. Monkhorst, J.D. Pack. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 13, 5188 (1976)
  12. M. Born, R. Huang. Dynamical Theory of Crystal lattices, Oxford University Press (1954)
  13. M.B. Smirnov, E.M. Roginskii, V.Y. Kazimirov, K.S. Smirnov, R. Baddour-Hadjean, J.P. Pereira-Ramos, V.S. Zhandun. J. Phys. Chem. C 119, 20801 (2015)
  14. X. Shan, S. Kim, A.M.M. Abeykoon, G. Kwon, D. Olds, X. Teng. ACS Appl. Mater. Interfaces 12, 54627 (2020)
  15. B. Zhou, D. He. J. Raman Spectrosc. 39, 1475 (2008)
  16. E.M. Roginskii, M.B. Smirnov, K.S. Smirnov, R. Baddour-Hadjean, J.-P. Pereira-Ramos, A.N. Smirnov, V.Y. Davydov. J. Phys. Chem. C 125, 5848 (2021)
  17. R. Baddour-Hadjean, E. Raekelboom, J.P. Pereira-Ramos. Chem. Mater. 18, 3548 (2006)
  18. C.T. Anderson. J. Am. Chem. Soc. 58, 564 (1936)
  19. W.M. Haynes. CRC Handbook of chemistry and physics, CRC Press, 95 edition (2014)
  20. Q. Liu, Z. Chen, X. Zhou. ACS Omega 7, 11643 (2022)
  21. D.T. Morelli, G.A. Slack. High lattice thermal conductivity solids in high thermal conductivity materials, Springer-Verlag (2006)
  22. В.И. Фёдоров, И.Я. Давыдов. Теплофизические свойства веществ 16, 765 (1978)