Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2023, выпуск 9 » Статья стр. 1199
<<<>>>
Первопринципные исследования оптических спектров двойных карбонатов A2Ca2(CO3)3 (A: Na, K) под давлением
DOI: 10.61011/OS.2023.09.56606.4667-23
Журавлев Ю.Н.1
1Кемеровский государственный университет, Кемерово, Россия
Email: zhur@kemsu.ru
Поступила в редакцию: 3 марта 2023 г.
В окончательной редакции: 27 сентября 2023 г.
Принята к печати: 28 сентября 2023 г.
Выставление онлайн: 13 ноября 2023 г.
PDF версия
Методами теории функционала плотности с гибридным функционалом B3LYP и базисом линейной комбинации локализованных атомных орбиталей программного кода CRYSTAL17 проведено исследование зависимостей от давления структурных и оптических свойств двойных карбонатов Na2Ca2(CO3)3, K2Ca2(CO3)3. Определены параметры уравнения состояния Берча-Мурнагана и линейные модули сжимаемости. Определены коэффициенты генерации второй гармоники, которые характеризуют нелинейные оптические свойства этих материалов, а также рассчитаны частоты и интенсивности нормальных длинноволновых колебаний, по которым путем гауссова расширения построены спектры инфракрасного поглощения и комбинационного рассеяния света. Проведена оценка LO-TO-расщеплений и построены спектры отражения. Показано, что в решеточной области спектры различаются по числу и интенсивностям мод, а в области внутримолекулярных колебаний атомов CO32- для обоих соединений они имеют качественно подобный вид. Для решеточных и внутримолекулярных колебаний с ростом давления скорости увеличения волновых чисел различаются для каждого типа колебаний. Для колебаний типа ν4, ν1, ν3 модовый параметр Грюнайзена, как правило, равен 0.2-0.4. Для внеплоскостных деформаций ν2 он отрицательный в Na2Ca2(CO3)3 и близок к нулю в K2Ca2(CO3)3. Ключевые слова: ab initio, карбонаты, инфракрасное поглощение, комбинационное рассеяние, давление, параметр Грюнайзена. DOI: 10.61011/OS.2023.09.56606.4667-23
  1. Y. Song, M. Luo, D. Zhao, G. Peng, C. Lin, N. Ye. J. Materials Chemistry C, 5 (34), 8758 (2017). DOI: 10.1039/C7TC02789C
  2. A.V. Arefiev, A. Shatskiy, I.V. Podborodnikov, S.V. Rashchenko, A.D. Chanyshev, K.D. Litasov. Phys. and Chem. Minerals, 46, 229 (2019). DOI: 10.1007/s00269-018-1000-z
  3. I.V. Podborodnikov, A. Shatskiy, A.V. Arefiev, S.V. Rashchenko, A.D. Chanyshev, K.D. Litasov. Phys. and Chem. Minerals, 45, 773 (2018). DOI: 10.1007/s00269-018-0961-2
  4. Y. Liu, Y. Shen, S. Zhao, J. Luo. Coord. Chem. Rev., 407, 213152 (2020). DOI: 10.1016/j.ccr.2019.213152
  5. C.E. Vennari, C.M. Beavers, Q. Williams. J. Geophys. Research: Solid Earth, 123 (8), 6574 (2018). DOI: 10.1029/2018JB015846
  6. A.V. Golovin, I.S. Sharygin, A.V. Korsakov, V.S. Kamenetsky, A. Abersteiner. J. Raman Spectrosc., 51 (9), 1849 (2020). DOI: 10.1002/jrs.5701
  7. M. Fastelli, A. Zucchini, P. Comodi, A. Maturilli, G. Alemanno, E. Palomba, R. Piergallini. Minerals, 11, 845 (2021). DOI: 10.3390/min11080845
  8. W.V. Boynton, D.W. Ming, S.P. Kounaves, S.M.M. Young, R.E. Arvidson, M.H. Hecht, J. Hoffman, P.B. Niles, D.K. Hamara, R.C. Quinn, P.H. Smith, D.C. Catling, R.V. Morris. Science, 325, 61 (2009). DOI: 10.1126/science.1172768
  9. A.V. Golovin, I.S. Sharygin, A.V. Korsakov. Chem. Geology, 455 (20), 357 (2017). DOI: 10.1016/j.chemgeo.2016.10.036
  10. A.J. Elliot, D.M. Jenkins, T.K. Lowenstein, A.R. Carroll. Geochim. Cosmochim. Acta, 115 (15), 31 (2013). DOI: 10.1016/j.gca.2013.04.005
  11. B. Dickens, A. Hyman, W.E. Brown. J. Research of the National Bureau of Standards A: Phys. and Chem., 75A (2), 129 (1971). DOI: 10.6028/jres.075A.013
  12. D.S. Robertson, N. Shaw, I.M. Young. J. Mater. Sci., 14, 230 (1979). DOI: 10.1007/BF01028348
  13. A.V. Arefiev, A. Shatskiy, I.V. Podborodnikov, A. Bekhtenova, K.D. Litasov. Minerals, 9 (5), 296 (2019). DOI: 10.3390/min9050296
  14. V. Arefiev, I.V. Podborodnikov, A.F. Shatskiy, K.D. Litasov. Geochem. International, 57 (9), 981 (2019). DOI: 10.1134/S0016702919090039
  15. A. Navrotsky, R.L. Putnam, C. Winbo, E. Rose'n. American Mineralogist, 82 (5-6), 546 (1997). DOI: 10.2138/am-1997-5-614
  16. C. Winbo, E. Rosen, M. Heim. Acta Chem. Scand., 52, 431 (1998). DOI: 10.3891/acta.chem.scand.52-0431
  17. C. Winbo, D. Bostroem, M. Goebbels. Acta Chem. Scand., 51 (3), 387 (1997). DOI: 10.3891/ACTA.CHEM.SCAND.51-0387
  18. I.V. Podborodnikov, A. Shatskiy, A.V. Arefiev, K.D. Litasov. Lithos, 330-331, 74 (2019). DOI: 10.1016/j.lithos.2019.01.035
  19. U. Borodina, A. Likhacheva, A. Golovin, S. Goryainov, S. Rashchenko, A. Korsakov. High Pressure Research, 38 (3), 293 (2018). DOI: 10.1080/08957959.2018.1488973
  20. Q.C. Williams, C. Vennari, E.F. III O'Bannon. Am. Geophys. Union, Fall Meeting abstract id. MR13B-2703 (2015)
  21. L. Ray, F. Marilla, J. Dickfos. Spectrochim. Acta, Part A: Molec. and Biomolec. Spectrosc., 71 (1), 143 (2008). DOI: 10.1016/j.saa.2007.11.021
  22. S.V. Goryainov, S.N. Krylova, U.O. Borodina, A.S. Krylov. J. Phys. Chem. C, 125 (33), 18501 (2021). DOI: 10.1021/acs.jpcc.1c05077
  23. T. Inerbaev, P. Gavryushkin, K. Litasov, F. Abuova, A. Akilbekov. Bulletin of the Karaganda University: Phys. Ser., 4 (88), 24 (2017). DOI: 10.31489/2017Phys4/24-34
  24. 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
  25. A.D. Becke. J. Chem. Phys., 98, 5648 (1993). DOI: 10.1063/1.464913
  26. C. Lee, W. Yang, R.G. Parr. Phys. Rev. B, 37, 785 (1988). DOI: 10.1103/PhysRevB.37.785
  27. L. Valenzano, F.J. Torres, K. Doll, F. Pascale, C.M. Zicovich-Wilson, R. Dovesi. Z. Phys. Chem., 220, 893 (2006). DOI: 10.1524/zpch.2006.220.7.893
  28. R. Dovesi, C. Roetti, C. Freyria Fava, M. Prencipe, V.R. Saunders. Chem. Phys., 156 (1), 11 (1991). DOI: 10.1016/0301-0104(91)87032-Q
  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. Llunel, M. Causa, Y. Noel, L. Maschio, A. Erba, M. Rerat, S. Casassa. CRYSTAL17 user'smanual (2018). URL: https://www.crystal.unito.it/index.html
  30. H.J. Monkhorst, J.D. Pack. Phys. Rev. B, 13, 5188 (1976). DOI: 10.1103/PhysRevB.13.5188
  31. F. Pascale, C.M. Zicovich-Wilson, F. Lopez, B. Civalleri, R. Orlando, R. Dovesi. J. Comput. Chem., 25, 888 (2004). DOI: 10.1002/jcc.20019
  32. C.M. Zicovich-Wilson, F. Pascale, C. Roetti, V.R. Saunders, R. Orlando, R. Dovesi. J. Comput. Chem., 25, 1873 (2004). DOI: 10.1002/jcc.20120
  33. L. Maschio, B. Kirtman, M. Rerat, R. Orlando, R. Dovesi. J. Chem. Phys., 139, 164101 (2013). DOI: 10.1063/1.4824442
  34. M. Ferrero, M. Rerat, R. Orlando, R. Dovesi. J. Comp. Chem., 29 (9), 1450 (2008). DOI: 10.1002/jcc.20905
  35. M. Ferrero, M. Rerat, R. Orlando, R. Dovesi. J. Chem. Phys., 128, 014110 (2008). DOI: 10.1063/1.2817596
  36. M. Ferrero, M. Rerat, R. Orlando, R. Dovesi, I.J. Bush. J. Phys.: Conf. Ser., 117, 12016 (2008). DOI: 10.1088/1742-6596/117/1/012016
  37. R. Orlando, V. Lacivita, R. Bast, K. Ruud. J. Chem. Phys., 132, 244106 (2010). DOI: 10.1063/1.3447387
  38. M. Ferrero, M. Rerat, B. Kirtman, R. Dovesi. J. Chem. Phys., 129 (24), 244110 (2008). DOI: 10.1063/1.3043366
  39. M. Ferrero, B. Civalleri, M. Rerat, R. Orlando, R. Dovesi. J. Chem. Phys., 131 (21), 214704 (2009). DOI: 10.1063/1.3267861
  40. R.A. Kumar. J. Chem., 2013, 154862 (2013). DOI: 10.1155/2013/154862
  41. 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
  42. A. Grzechnik, P. Simon, P. Gillet, P. McMillan. Physica B: Condens Matter, 262 (1-2), 67 (1999). DOI: 10.1016/S0921-4526(98)00437-2
  43. F. Birch. J. Geophys. Research, 83 (B3), 1257 (1978). DOI: 10.1029/JB083iB03p01257
  44. C. Wu, G. Yang, M.G. Humphrey, C. Zhang. Coord. Chem. Rev., 375 (15), 459 (2018). DOI: 10.1016/j.ccr.2018.02.017
  45. X. Liu, P. Gong, Y. Yang, G. Song, Z. Lin. Coord. Chem. Rev., 400, 213045 (2019). DOI: 10.1016/j.ccr.2019.213045
  46. Y. Liu, Y. Shen, S. Zhao, J. Luo. Coord. Chem. Rev., 407, 213152 (2020). DOI: 10.1016/j.ccr.2019.213152
  47. Q. Jing, G. Yang, J. Hou, M. Sun, H. Cao. J. Solid State Chem., 244, 69 (2016). DOI: 10.1016/j.jssc.2016.08.036
  48. R. Li. Crystals, 7 (2), 50 (2017). DOI: 10.3390/cryst7020050
  49. S.K. Kurtz, T.T. Perry. J. Appl. Phys., 39 (8), 3798 (1968). DOI: 10.1063/1.1656857
  50. Yu.N. Zhuravlev, V.V. Atuchin. Nanomaterials, 10 (11), 2275 (2020). DOI: 10.3390/nano10112275
  51. Y.N. Zhuravlev, V.V. Atuchin. Sensors, 21, 3644 (2021). DOI: 10.3390/s21113644
  52. H.H. Adler, P.F. Kerr. Am. Mineralogist, 48, 839 (1963)
  53. Y.N. Zhuravlev. Geochem. International, 60 (11), 1103 (2022). DOI: 10.1134/S0016702922110118
  54. A. Arefiev, A. Shatskiy, A. Bekhtenova, K. Litasov. J. Raman Spectrosc., 53 (12), 2110 (2022). DOI: 10.1002/jrs.6438

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