Методами спектроскопии комбинационного рассеяния изучены процессы молекулярной релаксации в твер-дых бинарных системах карбонат-сульфат Li 2 CO 3 −Li 2 SO 4 , Na 2 CO 3 −Na 2 SO 4 , K 2 CO 3 −K 2 SO 4 . Обнаружено, что время релаксации колебания ν 1 (A) аниона CO 2− 3 в бинарной системе меньше, чем в индивидуальном карбонате. Показано, что увеличение скорости релаксации объясняется наличием в системе дополнительного механизма релаксации колебательно-возбужденных состояний карбонат-иона. Этот механизм связан с возбуждением колебания другого аниона (SO 2− 4 ) и " рождением" решеточного фонона. Установлено, что условием реализации такого релаксационного механизма является то, что разность частот указанных колебаний должна соответствовать области достаточно высокой плотности состояний фононного спектра.Авторы благодарят за поддержку РФФИ (проект № 17-02-00920_а).
ВведениеИсследование процессов молекулярной релаксации методами колебательной спектроскопии дает богатую информацию о структурно-динамических свойствах кон-денсированной системы [1]. Такого рода исследования основаны на том факте, что ширины полос в колеба-тельном спектре обратно пропорциональны временам молекулярной релаксации [2]. При этом каждый из релаксационных процессов дает вклад в общую ширину колебательной полосы. Молекулярная релаксация мо-жет быть разделена на ориентационнуюгде δ -ширина колебательной линии; δ V , δ R -вклады в ширину за счет процессов колебательной и ориентаци-онной релаксации. Процессы колебательной релаксации, в свою очередь, подразделяются на адиабатические и неадиабатические [5] Здесь δ dep -вклад в ширину спектральной линии за счет колебательной дефазировки; δ dd , δ id , δ rep -вклады за счет диполь-дипольных, ион-дипольных, отталкива-тельных взаимодействий; δ res -вклад за счет резонанс-ной передачи колебательных квантов; δ imp -вклад за счет процессов внутримолекулярного фононного распа-да колебательно-возбужденных состояний. Целью настоящей работы является анализ и срав-нение процессов молекулярной релаксации в индиви-дуальных кристаллах и бинарных твердых системах, а также выявление возможных дополнительных механиз-мов релаксации колебательно-возбужденных состояний молекулярных ионов в бинарных твердых системах по сравнению с индивидуальными кристаллами. В ра-боте [14] нами были исследованы твердые бинарные системы нитрат-перхлорат. Настоящая работа является продолжением исследования твердых бинарных систем.
Объекты исследованияВ качестве объектов исследования выбраны кри-сталлические: карбонат лития Li 2 CO 3 , сульфат ли-тия Li 2 SO 4 , карбонат натрия Na 2 CO 3 , сульфат натрия 341