Атомистическое Моделирование Сегнетоэлектрика-Сегнетоэластика Молибдата Гадолиния

Self Cite

Проведено моделирование твердых растворов CaMoO4-NaGd(MoO4)2 методом межатомных потенциалов. Показано, что твердые растворы существуют во всем диапазоне составов и близки к идеальным. Получены зависимости от состава параметров и объема элементарной ячейки, плотности, модуля объемной упругости, энтальпии, колебательной энтропии и теплоемкости. Построены температурные зависимости теплоемкости и колебательной энтропии. Анализ локальной структуры и ее изменения в зависимости от состава твердого раствора Ca1-xNax/2Gdx/2MoO4 показал, что в твердом растворе межатомные расстояния Gd-O в среднем на 2.62% меньше, а Na-O на 3.15% больше расстояний Ca-O. В целом это приводит к увеличению параметров и объема элементарной ячейки при образовании твердых растворов Ca1-xNax/2Gdx/2MoO4 по сравнению с CaMoO4. Ключевые слова: моделирование, молибдаты, твердые растворы, локальная структура.

Section: методика моделированияunclassified

Section: результаты и их обсуждениеunclassified

Твердые растворы CaMoO-=SUB=-4-=/SUB=--NaGd(MoO-=SUB=-4-=/SUB=-)-=SUB=-2-=/SUB=-: моделирование свойств и локальной структуры методом межатомных потенциалов

Дудникова¹,

Антонов²,

Жариков³

et al. 2022

Self Cite

“…1. Их значения были получены оптимизацией структурных и упругих свойств целого ряда соединений и взяты из работ [19,38].…”

Section: методика моделированияunclassified

“…Среди таких матриц были изучены двойные молибдаты Na 1/2 Gd 1/2 MoO 4 , Na 1/2 Eu 1/2 MoO 4 , Na 1/2 La 1/2 MoO 4 и др. [3,13,14] и разнообразные более сложные системы, например, Na 1/2 Ln 1/2 (WO 4 ) 1−x (MoO 4 ) x [15], CaMoO 4 -LnNbO 4 [16,17], CaMoO 4 -Na 1/2 Gd 1/2 MoO 4 [18], CaMoO 4 −Na 1/2 Eu 1/2 MoO 4 [19]. Отдельную группу составляют так называемые катион-дефицитные двойные молибдаты типа Na 2 Gd 4 (MoO 4 ) 7 и Na 2 Eu 4 (MoO 4 ) 7 и твердые растворы на их основе [20][21][22][23][24].…”

Section: Introductionunclassified

Моделирование твердых растворов NaGd(MoO-=SUB=-4-=/SUB=-)-=SUB=-2-=/SUB=-- NaEu(MoO-=SUB=-4-=/SUB=-)-=SUB=-2-=/SUB=- и Na-=SUB=-2-=/SUB=-Gd-=SUB=-4-=/SUB=-(MoO-=SUB=-4-=/SUB=-)-=SUB=-7-=/SUB=--Na-=SUB=-2-=/SUB=-Eu-=SUB=-4-=/SUB=-(MoO-=SUB=-4-=/SUB=-)-=SUB=-7-=/SUB=- методом межатомных потенциалов

Dudnikova¹,

Zharikov²,

Eremin³

2019

Self Cite

Simulation of the solid solutions in the system of double sodium–gadolinium and sodium–europium molybdates, which are promising matrices for solid state lasers and phosphors has been carried out by the method of interatomic potentials. Two types of solid solutions have been studied, one of which contains finite components corresponding to the stoichiometric NaGd(MoO_4)_2–NaEu(MoO_4)_2 compositions with statistical distribution of cations in the crystal lattice. Another object is a cation-deficient Na_2Gd_4(MoO_4)_7–Na_2Eu_4(MoO_4)_7 system, in which we have examined the variants of statistical distribution and partial ordering of cations over structural positions. Atomistic simulation has been performed using the GULP 4.0.1 software package (General Utility Lattice Program). It is shown that when we pass from sodium-gadolinium molybdate to sodium-europium molybdate, both of stoichiometric and cation-deficient compositions, an increase in the unit cell volume is observed, while the density of the crystal, the energy of interatomic interactions in the structure, the vibrational entropy and the heat capacity decrease along with increasing europium content. The energy of interatomic interactions in the structure for cation-deficient solid solutions is less than for stoichiometric ones. Other aforementioned characteristics for cation-deficient solid solutions have greater values than for stoichiometric ones. The role of cluster europium centers in concentration quenching in NaGd(MoO_4)_2–NaEu(MoO_4)_2 solid solutions has been examined.

“…Большинство значений взято из работы [17] [17]. Эмпирические коэффици-енты для гадолиния были получены нами в процессе оптимизации структурных и упругих данных близких по составу кристаллов Gd 2 (MoO 4 ) 3 [18].…”

Section: методика моделированияunclassified

Атомистическое моделирование натрий-гадолиниевого молибдата стехиометрического (Na-=SUB=-1/2-=/SUB=-Gd-=SUB=-1/2-=/SUB=-MoO-=SUB=-4-=/SUB=-) и катион-дефицитного (Na-=SUB=-2/7-=/SUB=-Gd-=SUB=-4/7-=/SUB=-MoO-=SUB=-4-=/SUB=-) составов

Dudnikova¹,

Zharikov²

2017

Self Cite

Методом межатомных потенциалов проведено моделирование кристаллов натрий-гадолиниевых молиб-датов как стехиометрического (Na 1/2 Gd 1/2 MoO 4 ), так и катион-дефицитного (Na 2/7 Gd 4/7 MoO 4 ) составов, в последнем из которых 1/7 соответствующих катионных позиций остается незанятой. Для катион-дефицитных кристаллов было рассмотрено два вида позиционного распределения катионов: статистическое распределение натрия, гадолиния и незанятых катионных позиций в структуре I4 1 /a, а также частичное их упорядочение в рамках пространственной группы I4.В результате моделирования получены структурные характеристики натрий-гадолиниевых молибдатов, которые неплохо воспроизводят известные экспериментальные данные. Кроме того, предсказан ряд важ-ных упругих и термодинамических свойств этих соединений. Сравниваются результаты, полученные в приближении частичной заселенности позиций и при конструировании сверхъячейки 7 × 2 × 2. Детально проанализирована локальная структура натрий-гадолиниевых молибдатов. Обсуждается вопрос влияния отклонения от стехиометрии и катионного упорядочения на свойства этих кристаллов. ВведениеНатрий-гадолиниевый молибдат стехиометрического состава Na 1/2 Gd 1/2 MoO 4 (NGM) является представите-лем обширного семейства соединений с общей фор-мулой M 1/2 Re 1/2 T O 4 (где M = Li, Na, K; Re = Y, La, Gd, Lu . . .; T = Mo, W). NGM кристаллизуется в структуре шеелита CaWO 4 (тетрагональная сингония, пространственная группа I4 1 /a) при статистическом распределении ионов натрия и гадолиния по кальцие-вым позициям [1][2][3][4]. NGM, как и ряд других двойных молибдатов и вольфраматов, характеризуется разупоря-доченной структурой, что приводит к уширению спек-тральных полос поглощения и люминесценции актива-торных ионов, в связи с чем эти материалы представ-ляют значительный интерес для создания на их основе твердотельных лазеров, генерирующих перестраиваемое излучение и ультракороткие импульсы фемтосекундной длительности [5,6]. Кроме того, они находят примене-ние в качестве люминофоров для создания светодиодов белого цвета [7,8].В последнее время в ряде работ [9-14] изучался натрий-гадолиниевый молибдат нестехиометрического состава Na 2/7 Gd 4/7 MoO 4 (NG 2 M), который обладает катион-дефицитной структурой и содержит согласно но-минальному составу 1/7 незанятых катионных позиций.Кристаллы NG 2 M, как и NGM, обычно выращиваются из расплава методом Чохральского.На сегодня единая точка зрения о структуре кри-сталлов NG 2 M отсутствует. Согласно большинству ра-бот [9,10,14], они имеют дефектную шеелитоподоб-ную 3D-структуру с пространственной группой I4 1 /a при статистическом распределении натрия, гадолиния и незанятых катионных позиций. Сокращенно их будем обозначать NG 2 M (a). Авторы работы [11] сообщи-ли, что ими были обнаружены слабые сателлитные рефлексы при расшифровке изображений электронной дифракции кристалла NG 2 M. Учет этих рефлексов при-вел авторов [11] к заключению о том, что в случае Na 2/7 Gd 4/7 MoO 4 происходит структурная трансформа-ция пространственной группы I4 1 /a в пространствен-ную группу ...