Первопринципное исследование структурных, колебательных и упругих свойств низкосимметричных кристаллов с редкоземельной подрешеткой : диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук : 01.04.07

📅 2018 год
Назипов, Д. В.
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Введение ………………………………………………………………………………………………………………………….. 3
Глава 1. Методы расчета …………………………………………………………………………………………………. 10
1.1 Введение ……………………………………………………………………………………………………………….. 10
1.2 Приближение кристаллических орбиталей ……………………………………………………………… 10
1.3 Теория функционала плотности ……………………………………………………………………………… 19
1.4 Типы функционалов ………………………………………………………………………………………………. 21
1.5 Расчет гармонических частот колебаний ………………………………………………………………… 24
1.6 Расчет упругих постоянных ……………………………………………………………………………………. 27
Глава 2. Пиросиликат лютеция ………………………………………………………………………………………… 34
2.1 Введение ……………………………………………………………………………………………………………….. 34
2.2 Кристаллическая структура Lu2Si2O7………………………………………………………………………. 35
2.3 Спектр комбинационного рассеяния Lu2Si2O7 …………………………………………………………. 37
2.4 Упругие постоянные Lu2Si2O7 ………………………………………………………………………………… 43
2.5 Краткие выводы …………………………………………………………………………………………………….. 46
Глава 3. Оксиортосиликаты …………………………………………………………………………………………….. 47
3.1 Введение ……………………………………………………………………………………………………………….. 47
3.2 Кристаллическая структура Lu2SiO5 ……………………………………………………………………….. 48
3.3 Спектр комбинационного рассеяния Lu2SiO5 ………………………………………………………….. 50
3.4 Упругие постоянные Lu2SiO5 …………………………………………………………………………………. 56
3.5 Кристаллическая структура оксиортосиликатов R2SiO5 …………………………………………… 59
3.6 Спектр КРС оксиортосиликатов R2SiO5 ………………………………………………………………….. 63
3.7 Упругие постоянные оксиортосиликатов R2SiO5 …………………………………………………….. 66
3.8 Краткие выводы …………………………………………………………………………………………………….. 72
Глава 4. Манганит висмута ……………………………………………………………………………………………… 74
4.1 Введение ……………………………………………………………………………………………………………….. 74
4.2 Кристаллическая структура BiMnO3 ……………………………………………………………………….. 75
4.3 Колебательный спектр BiMnO3 ………………………………………………………………………………. 77
4.4 Краткие выводы …………………………………………………………………………………………………….. 83
Заключение …………………………………………………………………………………………………………………….. 84
Список сокращений и условных обозначений ………………………………………………………………….. 87
Список литературы …………………………………………………………………………………………………………. 88

Актуальность темы. Изучение кристаллических соединений с низкой
симметрией является сложной и трудоемкой задачей как с экспериментальной, так
и с теоретической точки зрения. При экспериментальном исследовании динамики
решетки кристаллов с большим числом колебательных степеней свободы для
идентификации спектральных линий необходимо проводить множество измерений
спектров комбинационного рассеяния света (КРС), инфракрасных спектров (ИК) в
широком диапазоне температур, при различных поляризациях и геометриях
рассеяния. Среди кристаллов с низкой симметрией можно выделить силикаты –
сложные оксиды, составляющие большую часть массы земной коры. Силикаты
также составляют и большую часть промышленной продукции, а в последнее время
открываются все новые сферы их применения и в ряде случаев силикаты заменяют
металлы [1, 2]. Среди силикатов известны соединения пиро- и оксиортосиликатов
(R2Si2O7 и R2SiO5, R – редкоземельный ион). Допированные редкоземельными
ионами, данные кристаллы используются в качестве сцинтилляторов, лазерных
материалов, имеют подходящие параметры для использования в позитронно-
эмиссионной томографии, при геофизическом исследовании нефтяных скважин, а
также для использования в условиях космоса [3, 4, 5, 6, 7]. Кроме того,
оксиортосиликаты, исследуются как керамики с низкой теплопроводностью. Так,
например, оксиортосиликат лютеция Lu2SiO5, который обладает высокой
стабильностью в высокотемпературной фазе и устойчивостью к водяному пару,
является перспективным кандидатом для применения в качестве термобарьерного
покрытия [8]. Несмотря на наличие множества экспериментальных исследований
соединений на основе данных силикатов, подробные экспериментальные
исследования спектров комбинационного рассеяния самих оптических матриц
Lu2Si2O7, Lu2SiO5 проведены относительно недавно [9, 10]. Среди теоретических
исследований в литературе присутствуют только полуэмпирические модельные
расчеты частот колебаний решетки некоторых силикатов и пироаниона [Si 2O7]6−.
Из всего ряда редкоземельных силикатов, расчеты упругих свойств проведены
только для Lu2Si2O7 и Lu2SiO5 [6, 11].
Также среди кристаллических оксидов активно исследуется соединение
BiMnO3, как возможный мультиферроик. В магнитоупорядоченной фазе данный
кристалл имеет сильно искаженную кристаллическую структуру перовскита
моноклинной симметрии. В связи со сложностями исследования
низкосимметричных кристаллов оптическими методами, долгое время не было
установлено, что данный кристалл имеет центросимметричную структуру [12, 13],
а также не проведено подробного экспериментального исследования
колебательных спектров.
Таким образом, является актуальным провести первопринципное
исследование кристаллической структуры, колебательных спектров и упругих
свойств низкосимметричных кристаллических оксидов, таких как пиро- и
оксиортосиликаты, а также манганита висмута. В настоящее время активно
развиваются первопринципные подходы, которые позволяют за разумное время и
с хорошей точностью рассчитывать свойства сложных систем.
Степень разработанности темы. В течение последних двадцати лет
количество публикаций на тему первопринципных расчетов экспоненциально
растет [14]. Благодаря технологическому прогрессу вычислительные мощности
стали более доступными и, вместе с развитием методов, это позволило из первых
принципов рассчитывать свойства сложных систем при разумных затратах
вычислительных ресурсов. Тем не менее, в настоящее время в научной печати не
так часто встречаются первопринципные расчеты кристаллической структуры и
динамики решетки низкосимметричных кристаллов. При исследовании кристаллов
с редкоземельной подрешеткой также возникают трудности из-за необходимости
учитывать взаимодействие большого количества электронов, что, без
использования дополнительных приближений, связано с затратами огромного
количества вычислительных ресурсов. В области первопринципных расчетов,
основанных на теории функционала плотности, важно описывать
экспериментальные данные комплексным образом, то есть в единой модели
достигать хорошего согласия по свойствам кристаллической решетки, а также по
электронным, магнитным свойствам системы. На сегодняшний день существует
огромное количество функционалов, которые разрабатываются для описания тех
или иных свойств молекул и периодических систем, которые являются как
полученными из полностью теоретических соображений, так и с использованием
полуэмпирических параметров [14, 15].
Целью данного исследования является в комплексном первопринципном
подходе описать и дополнить экспериментальные данные по кристаллической
структуре, динамике решетки и упругим свойствам сложных ионно-ковалентных
кристаллов с низкой симметрией R2Si2O7, R2SiO5 (R – редкоземельный ион) и
BiMnO3; установить влияние редкоземельной подрешетки в кристаллах на
колебательные и упругие свойства.
Поставленные задачи:
1. Рассчитать параметры кристаллической структуры, спектр
фундаментальных колебаний и упругие постоянные пиросиликата лютеция
Lu2Si2O7. Провести анализ колебательного спектра, определить типы колебаний по
собственным векторам смещений и участвующие в них ионы, используя метод
изотопического замещения.
2. Рассчитать параметры кристаллической структуры, колебательные
спектры и упругие постоянные оксиортосиликата лютеция Lu2SiO5.
Проанализировать колебательные спектры и провести идентификацию колебаний.
3. Провести расчет параметров кристаллической структуры,
колебательных спектров для ряда оксиортосиликатов R2SiO5 (R = La, Pr, Nd, Sm,
Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb). Рассчитать упругие постоянные и модули, твердость,
коэффициент Пуассона, параметры анизотропии. Оценить скорости звука,
температуру Дебая и высокотемпературную теплопроводность.
4. Рассчитать кристаллическую структуру и спектр фундаментальных
колебаний монокристалла BiMnO3, провести идентификацию спектра, определить
типы и участвующие в колебаниях ионы, используя метод изотопического
замещения.
Научная новизна:
1. Впервые в рамках первопринципного подхода рассчитан спектр
комбинационного рассеяния света Lu2Si2O7, результаты подтверждают
идентификацию спектра, полученную в работе [9] из экспериментальных данных.
2. Впервые в рамках первопринципного подхода рассчитан спектр КРС
оксиортосиликата лютеция Lu2SiO5, подтверждены и дополнены
экспериментальные данные, полученные в работе [10].
3. Впервые в рамках первопринципного подхода рассчитаны спектры
КРС ряда оксиортосиликатов R2SiO5 (R = La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm,
Yb), рассчитаны упругие модули и предсказаны параметры упругости,
акустические параметры и коэффициент теплопроводности.
4. Впервые в рамках первопринципного подхода рассчитаны спектры
инфракрасного поглощения и спектры КРС монокристалла BiMnO3, предложена
идентификация спектров.
Теоретическая и практическая значимость. Расчеты кристаллической
структуры, колебательных спектров, а также упругих и магнитных свойств
полезны при интерпретации экспериментальных данных, позволяют дополнить
результаты и, в ряде случаев, избавить от необходимости проведения большого
количества экспериментальных процедур. Особенно актуально моделирование на
уровне первых принципов, не требующее полуэмпирических параметров для
расчета. Разработанный подход может быть использован для расчета свойств
других силикатов и изоструктурных соединений.
Методология и методы исследования. Расчеты проводились в
программном пакете CRYSTAL [16], предназначенном для расчета периодических
структур, разработанном в Университете Турина (Италия). Методы, реализованные
в данном пакете, основаны на теории функционала плотности и приближении
кристаллических орбиталей, представленных как линейная комбинация атомных
орбиталей (КО ЛКАО) с использованием гибридных функционалов, позволяющих
учесть корреляции, а также нелокальное обменное взаимодействие в формализме
Хартри-Фока. Ионы Si и O описывались полноэлектронными базисными наборами
гауссова типа. Взаимодействие внутренних оболочек редкоземельных ионов и
висмута, вплоть до 4f, с внешними описывалось псевдопотенциалами в рамках
модели «4f-in-core» [17], а внешние оболочки описывались валентными базисными
наборами. Все базисные наборы были предварительно оптимизированы, то есть
была проведена процедура минимизации энергии, приходящейся на ячейку, как
функции от параметров базиса.
Для визуализации и анализа кристаллической структуры и колебаний
решетки были использованы программы Jmol [18], VESTA [19], Chemcraft [20]. Для
расчетов использовались вычислительные мощности кафедры физики
конденсированного состояния и наноразмерных систем ИЕНиМ УрФУ, а также
кластера «УРАН» ИММ УрО РАН.
Положения, выносимые на защиту:
1. Показана возможность описания в единой первопринципной модели
структурных, колебательных и упругих свойств низкосимметричных кристаллов с
редкоземельной подрешеткой Lu2Si2O7 и Lu2SiO5.
2. Впервые рассчитан спектр КРС Lu2SiO5 и предложена возможность
новой интерпретации экспериментального спектра.
3. Из первых принципов предсказаны параметры упругих свойств ряда
оксиортосиликатов R2SiO5 (R = La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu).
Показано, что возможными кандидатами на минимальную теплопроводность среди
оксиортосиликатов являются кристаллы La2SiO5, Pr2SiO5.
4. При исследовании монокристалла BiMnO3 в едином первопринципном
подходе получена величина магнитного момента, предложена идентификация
спектров ИК и КРС, а также воспроизведено наличие дипольного момента в
подрешетке ионов висмута.
Достоверность результатов работы обеспечивается использованием
известных, хорошо апробированных методов расчета, проверенного программного
обеспечения, а также их согласованностью с экспериментальными данными
комплексного характера.
Апробация результатов. Результаты были представлены на 9
международных и всероссийских конференциях: «XXIII International Symposium on
the Jahn-Teller Effect» (Эстония, Тарту, 2016); «7th International Workshop on
Photoluminescence in Rare Earth: Photonic materials and devices» (Италия, Рим, 2017);
XVII International Feofilov Symposium on Spectroscopy of Crystals Doped with Rare
Earth and Transition Metal Ions (Екатеринбург, 2018); XVI International Youth
Scientific School «Actual problems of magnetic resonance and its application» (Казань,
2016); «XXV Съезд по спектроскопии» (Троицк, 2016); Международный
симпозиум «Магнитный резонанс: от фундаментальных исследований к
практическим приложениям» (Казань, 2016); «V Школа по физике поляризованных
нейтронов» (Санкт-Петербург, 2016); «XIII Российская конференция по физике
полупроводников» (Екатеринбург, 2017); «XXII Уральская международная зимняя
школа по физике полупроводников» (Екатеринбург, 2018).
Личный вклад автора. Все первопринципные расчеты в программном
пакете CRYSTAL, оптимизация процесса вычислений, а также обработка
полученных результатов выполнены непосредственно автором. Постановка цели,
задач исследования и обсуждение результатов выполнены совместно с научным
руководителем на время подготовки диссертации, профессором А.Е.
Никифоровым. Тексты публикаций в рецензируемых журналах, а также доклады
на международных и всероссийских конференциях были подготовлены
непосредственно автором, с обсуждением с научным руководителем и соавторами.
Диссертационная работа выполнена на кафедре физики конденсированного
состояния и наноразмерных систем ИЕНиМ УрФУ и в отделе оптоэлектроники и
полупроводниковой техники НИИ ФПМ УрФУ при частичной поддержке
Российского фонда фундаментальных исследований (грант №16-33-00437 мол_а
(соисполнитель)), Министерства образования и науки РФ (проект № 3.571.2014/K),
Правительства РФ (контракт № 02.А03.21.0006, постановление № 211).
Публикации. Основные результаты представлены в 13 публикациях: 4
статьи в журналах, индексируемых в международных базах (Scopus, Web of
Science), 9 тезисов в сборниках конференций.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из
введения, 4 глав, заключения, списка сокращений/обозначений и списка

В результате работы, используя единую первопринципную модель
проведены расчеты кристаллической структуры, динамики решетки и упругих
свойств низкосимметричных кристаллов силикатов R2Si2O7, R2SiO5 (R –
редкоземельный ион) и BiMnO3 и сделаны следующие выводы:
• Впервые из первых принципов рассчитан спектр КРС кристалла
пиросиликата лютеция Lu2Si2O7, получены частоты мод и их интенсивность в
спектре. Подтверждена идентификация спектра, предложенная авторами
экспериментальной работы [9]. Различие полученных результатов с экспериментом
по параметрам структуры менее 1%, по частотам КР-активных колебаний ~1–5% и
~2–5% по рассчитанным параметрам свойств упругости. Таким образом, на
примере пиросиликата лютеция показана возможность в единой модели из первых
принципов рассчитать параметры кристаллической структуры, колебательные и
упругие свойства низкосимметричных кристаллов с редкоземельной подрешеткой,
в хорошем согласии с экспериментом.
• Впервые из первых принципов рассчитан спектр КРС кристалла
оксиортосиликата лютеция Lu2SiO5. При общем согласии расчетного спектра КРС
с экспериментальным, а также согласии рассчитанных параметров структуры,
ширины запрещенной щели и параметров упругих свойств, присутствуют различия
в количестве линий в некоторых областях КР-спектра, а также различия, которые
могут быть объяснены неоднозначностью интерпретации экспериментального
спектра, связанной с сложностью изучения монокристаллов с низкой симметрией.
По данным собственных векторов смещений проведена классификация колебаний
по типам.
• В единой первопринципной модели, впервые рассчитаны параметры
кристаллической структуры, спектры КРС и упругие свойства для ряда
редкоземельных оксиортосиликатов R2SiO5 (R = La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er,
Tm, Yb, Lu). Согласно результатам расчета кристаллической структуры, длины
связей Si–O практически не меняются по ряду и близки по величине к длинам
связей Si–O в структуре пиросиликата Lu2Si2O7. Проведена оценка анизотропии
упругих свойств, и показано, что оксиортосиликаты со структурой -типа имеют
меньшую анизотропию упругих свойств, чем со структурой -типа. Предсказаны
значения коэффициента высокотемпературной теплопроводности. Показано, что
из всего ряда минимальной теплопроводностью могут обладать соединения
La2SiO5, Pr2SiO5. Для Lu2SiO5 полученное значение находится в хорошем согласии
с экспериментальным [6]. При этом, у оксиортосиликатов со структурой -типа
теплопроводность незначительно меняется по ряду R = Ho, Er, Tm, Yb, Lu и равна
~0.83 Вт/м∙К.
• При исследовании магнитоупорядоченной 2⁄ фазы монокристалла
BiMnO3 впервые в единой первопринципной модели предложена идентификация
ИК и КР спектров, воспроизведено наличие дипольного момента в подрешетке
ионов висмута и получена величина магнитного момента 3.81
(экспериментальное значение: 3.92 [86]).
Перспективы дальнейшей разработки темы. В перспективе
представляется актуальным провести аналогичные исследования динамики
решетки и упругих свойств ряда пиросиликатов R2SiO7 (R – редкоземельный ион),
чтобы установить влияние редкоземельной подрешетки на свойства кристалла в
структуре пиросиликата. Дополнить результаты по ряду оксиортосиликатов
расчетами кристаллов R2SiO5 (R = Y, Tb, Sc).
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

КО ЛКАО – Кристаллические орбитали, представленные как линейная комбинация
атомных орбиталей
ТФП – Теория функционала плотности
АО – Атомная орбиталь
МО – Молекулярная орбиталь
БФ – Функция Блоха
КО – Кристаллическая орбиталь
НП – Неприводимое представление

1 Лазарев, А.Н. Колебательные спектры и строение силикатов / А.Н. Лазарев. –
Наука. Л. 1968. – 347 с.
2 Лазарев, А.Н. Колебательные спектры сложных окислов / А.Н. Лазарев,
А.П. Миргородский, И.С. Игнатьев. – Наука. Л. 1975. – 296 с.
3 Lu, Q. Ce3+-doped Lu2Si2O7 luminescent fibers derived from electrospinning: facile
preparation and flexible fiber molding / Q. Lu, Q. Lui, J. Zhuang, G. Liu, Q. Wei // J.
Mater. Sci. – 2013. – V. 48. – P. 8471–8482.
4 van Eijk, C.W.E. Inorganic scintillators in medical imaging / C. W. E. van Eijk // Phys.
Med. Biol. – 2002. – V. 47. – P. R85–R106.
5 Melcher, C.L. Cerium-doped Lutetium Oxyorthosilicate: A Fast, Efficient New
Scintillator / C. L. Melcher, J. S. Schweitzer // IEEE Trans. Nucl. Sci. – 1992. – V. 39. –
P. 502–505.
6 Tian, Z. Theoretical prediction and experimental determination of the low lattice
thermal conductivity of Lu2SiO5 / Z. Tian, L. Sun, J. Wang, J. Wang // J. Eur. Ceram.
Soc. – 2015. – V. 35. – P. 1923–1932.
7 Elfmann, R. Characterization of an LSO scintillator for space applications /
R. Elftmann, J. Tammen, S.R. Kulkarni, C. Martin, S. Bottcher, R. Wimmer-
Schweingruber // J. Phys. Conf. Series. – 2015. – V. 632. – P. 012006.
8 Lee, K. Rare earth silicate environmental barrier coatings for SiC/SiC composites and
Si3N4 ceramics. / K. N. Lee, D. S. Fox, N.P. Bansal // J. Eur. Ceram. Soc. – 2005. – V.
25. – P. 1705–1715.
9 Voronko, Y. K. Structure and Phase Transitions of Rare-Earth Pyrosilicates Studied by
Raman Spectroscopy / Y. Voronko, A. Sobol, V. Shukshin, I. Gerasymov // Inorg. Mater.
– 2015. – V. 51. – N. 10. – P. 1039–1046.
10 Voronko, Y. K. Spontaneous Raman spectra of the crystalline, molten and vitreous
rare-earth oxyorthosilicates / Y. K. Voronko, A. A. Sobol, V. E. Shukshin,
A. I. Zagumennyi, Y. D. Zavartsev, S. A. Koutovoi // Opt. Mater. – 2011. – V. 33. – P.
1331–1337.
11 Tian, Z. Synthesis, mechanical and thermal properties of a damage tolerant ceramic:
β-Lu2Si2O7 / Z. Tian, L. Zheng, J. Wang // J. Eur. Ceram. Soc. – 2015. – V. 35. – P. 3641–
3650.
12 Toulemonde, P. Single-crystalline BiMnO3 studied by temperature-dependent x-ray
diffraction and Raman spectroscopy / P. Toulemonde, P. Bordet, P. Bouvier, J. Kreisel //
Phys. Rev. B. – 2014. – V. 89. – P. 224107.
13 Mohamed, W.S. Optical study of the vibrational and dielectric properties of BiMnO3
/ W.S. Mohamed, A. Nucara, G. Calestani, F. Mezzadri, E. Gilioli, F. Capitani,
P. Postorino, P. Calvani // Phys Rev. B. – 2015. – V. 92. – P. 054306.
14 Burke, K. Perspective on density functional theory / K. Burke // J. Chem. Phys. – 2012.
– V. 136. – N. 15. – P. 150901.
15 Cortona, P. Theoretical mixing coefficients for hybrid functionals / P. Cortona // J.
Chem. Phys. – 2012. – V. 136. – P. 086101.
16 Dovesi, R. CRYSTAL14: A program for the ab initio investigation of crystalline solids
/ R. Dovesi, R. Orlando, A. Erba, C.M. Zicovich-Wilson, B. Civalleri, S. Casassa,
L. Maschio, M. Ferrabone, M. De La Pierre, P.D’Arco, Y. Noel, M. Causa, M. Rerat,
B. Kirtman // Int. J. Quantum Chem. – 2014. – V. 114. – P. 1287.
17 Dolg, M. Energy-adjusted pseudopotentials for the rare earth elements / M. Dolg,
H. Stoll, A. Savin, H. Preuss // Theor. Chim. Acta – 1989. – V. 75. – P. 173–194.
18 Jmol: an open-source Java viewer for chemical structures in 3D. [Электронный
ресурс]. – Режим доступа: http://www.jmol.org/ свободный. – Загл. с экрана.
19 Momma, K. An integrated three-dimensional visualization system VESTA using
wxWidgets / K. Momma, F. Izumi // Commission on Crystallogr. Comput., IUCr
Newslett. – 2006. – V. 7. – P. 106–119.
20 Chemcraft – graphical software for visualization of quantum chemistry computations.
[Электронныйресурс].–Режимдоступа:https://www.chemcraftprog.com
свободный. – Загл. с экрана.
21 Цирельсон, В.Г. Квантовая химия. Молекулы, молекулярные системы и твердые
тела / В.Г. Цирельсон. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2-е издание, 2012 – 496
с.
22 Арбузников, А.В. Гибридные обменно-корреляционные функционалы и
потенциалы: развитие концепции / А.В. Арбузников // ЖСХ – 2007. – Т. 48. – С. 5–
38.
23 Monkhorst, H.J. Special points for Brillouin-zone integrations / H.J. Monkhorst,
J.D. Pack // Phys. Rev. B. – 1976. – V. 13. – P. 5188.
24 Pisani C. Quantum-Mechanical Ab-Initio Calculation of the Properties of Crystalline
Materials / С. Pisani. – Springer Verlag, Berlin., 1996 – 319 p.
25 Петров В.П. Структурные и колебательные свойства кристаллов с подрешеткой
редкоземельных ионов: дис. канд. физ.-мат. наук. – Екатеринбург, 2017. – 28 с.
26 Parr, R.G. Density-Functional Theory of Atoms and Molecules / R.G. Parr, W. Yang
– N. Y.: Oxford University Press, 1989.
27 Koch, W. A Chemists Guide to Density Functional Theory, 2nd Edition / W. Koch,
M.C. Holthausen – N. Y.: Wiley-VCH, 2001.
28 Кон, В. Нобелевские лекции по химии – 1998 / В. Кон, Д.А. Попл // УФН. – 2002.
– В. 172. – С. 335.
29 Харрисон, У. Электронная структура и свойства твердых тел / М.: Мир, 1983. –
301 с.
30 Vosko, S.H. Accurate Spin-Dependent Electron Liquid Correlation Energies for Local
Spin Density Calculations: a Critical Analysis / S.H. Vosko, L. Wilk, M. Nusair // Can.
J. Phys. – 1980. – V. 58. – P. 1200–1211.
31 Perdew, J.P. Self-interaction correction to density-functional approximations for
many-electron systems / J.P. Perdew, A. Zunger // Phys. Rev. B. – 1981. – V.23. –
P. 5048.
32 Perdew, J.P. Accurate and simple analytic representation of the electron-gas
correlation energy / J.P. Perdew, Y. Wang // Phys. Rev. B. – 1992. – V. 45. – P. 13244–
13249.
33 Zupan, A. Denisty-Gradient analysis for Density Functional Theory: Application to
Atoms / A. Zupan, J.P. Perdew, K. Burke, M. Causa // Int. J. Quantum Chem. – 1997. –
V. 61. – P. 835–845.
34 Perdew, J.P. Generalized gradient approximation made simple / J.P. Perdew, K. Burke,
M. Ernzerhof // Phys. Rev. Lett. – 1996. – V. 77. – P. 3865.
35 Lee, C. Development of the Colle-Salvetti correlation-energy formula into a functional
of the electron density / C. Lee, W. Yang, R.G. Parr // Phys. Rev. B. – 1988. – V. 37. –
P. 785.
36 Becke, A.D. Density-functional exchange-energy approximation with correct
asymptotic behavior / A.D. Becke // Phys. Rev. A. – 1988. – V. 38. – P. 3098.
37 Becke, A.D. Density-functional thermochemistry. III. The role of exact exchange /
A.D. Becke // J. Chem. Phys. – 1993. – V. 98. – P. 5648.
38 Adamo, C. Toward Reliable Density Functional Methods without Adjustable
Parameters: The PBE0 Model / C. Adamo, V. Barone // J. Chem. Phys. – 1999. – V. 110.
– P. 6158–6170.
39 Wu, Z. Accurate Generalized Gradient Approximation for Solids / Z. Wu, R. Cohen,
R. More // Phys. Rev. B. – 2006. – V. 73. – P. 235116.
40 Colle, R. Approximate Calculation of the Correlation Energy for the Closed Shells /
R. Colle, O. Salvetti // Theor. Chim. Acta – 1975. – V. 37. – P. 329–334.
41 Demichelis, R. On the Performance of Eleven DFT Functionals in the Description of
the Vibrational Properties of Aluminosilicates / R. Demichelis, B. Civalleri,
M. Ferrabone, R. Dovesi // Int. J. Quantum Chem. – 2010. – V. 110. – P. 406–415.
42 Pascale, F. The calculation of the vibration frequencies of crystalline compounds and
its implementation in the CRYSTAL code / F. Pascale, C.M. Zicovich-Wilson, F. Lopez,
B. Civalleri, R. Orlando, R. Dovesi // J. Comput. Chem. – 2004. – V. 25. – P. 888–897.
43 Il’inskii, Y.A. Electromagnetic response of Material Media / Y.A. Il’inskii,
L.V. Keldysh. – Springer Science & Business Media, 1994. – 316 p.
44 Viethen, M. Nonlinear optical susceptibilities, Raman efficiencies, and electro-optic
tensors from first-principles density functional perturbation theory / M. Veithen,
X. Gonze, P. Ghosez // Phys. Rev. B. – 2005. – V. 71. – P. 125107.
′′′
45 Prosandeev, S.A. First-order Raman spectra of 1/2 1/2 3 double perovskites /
S.A. Prosandeev, U. Waghmare, I. Levin, J. Maslar // Phys. Rev. B. – 2005. – V. 71. – P.
214307.
46 Корабельников, Д.В. Ab initio исследование упругих свойств хлоратов и
перхлоратов / Д.В. Корабельников, Ю.Н. Журавлев // ФТТ – 2016. – Т. 58. – С. 1129–
1134.
47 Voigt, W. Lehrbuch der Kristallphysik / W. Voigt. – Teubner, Leipzig, 1928. – 978 p.
48 Reuss, A. Berechnung der Fließgrenze von Mischkristallen auf Grund der
Plastizitätsbedingung für Einkristalle / A. Reuss // Z. Angew. Math. Mech. – 1929. – V.
9. – P. 49–58.
49 Wu, Z. Crystal structures and elastic properties of superhard IrN 2 and IrN3 from first
principles / Z.J. Wu, E.J. Zhao, H.P. Xiang, X.F. Hao, X.J. Liu, J. Meng // Phys. Rev. B
– 2007. – V. 76. – P. 054115.
50 Hill, R. The Elastic Behaviour of a Crystalline Aggregate / R. Hill // Proc. Phys. Soc.
A – 1952. – V. 65. – N. 5. – P. 349.
51 Ranganathan, S. Universal Elastic Anisotropy Index / S.I. Ranganathan, M. Ostoja-
Starzewshi // Phys. Rev. Lett. – 2008. – V. 101. – P. 055504.
52 Pugh, S. Relations between the elastic moduli and the plastic properties of
polycrystalline pure metals / S.F. Pugh // Phil. Mag. – 1954. – V. 45. – P. 823–843.
53 Mattesini M. Elastic properties and electrostructural correlations in ternary scandium-
based cubic inverse perovskites: A first-principles study / M. Mattesini, M. Magnuson,
F. Tasnadi, C. Hoglund, I.A. Abrikosov, L. Hultman // Phys. Rev. B – 2009. – V. 79. –
P. 125122.
54 Tian, Y. Microscopic theory of hardness and design of novel superhard crystals /
Y. Tian, B. Xu, Z. Zhao // Int. J. Refract. Met. Hard Mater. – 2012. – V. 33. – P. 93–106.
55 Anderson, O. A simplified method for calculating the Debye temperature from elastic
constants / O.L. Anderson // J. Phys. Chem. Solids – 1963. – V. 24. – P. 909–917.
56 Clarke, D. Materials selection guidelines for low thermal conductivity thermal barrier
coatings / D.R. Clarke // Surf. Coat. Technol. – 2003. – V. 163–164. – P. 67–74.
57 Беломестных В. Н. Акустический параметр Грюнайзена твердых тел /
В.Н. Беломестных // Письма в ЖТФ – 2004. – Т. 30, №. 3. – C. 14–19.
58 Born, M. Dynamical Theory of Crystal Lattices / M. Born, K. Huang. – Clarendon
Press, Oxford, 1954 – 420 p.
59 Chung, D. H. In: Anisotropy in single-crystal refractory compounds / D.H. Chung,
W.R. Buessem // Plenum Press, N.Y. – 1968. – V. 2. – P. 217.
60 Pauwels, D. A Novel Inorganic Scintillator: Lu2Si2O7:Ce3+(LPS) / D. Pauwels,
N.L. Masson, B. Viana, A. Kahn-Harari, E.V.D. van Loef, P. Dorenbos, C.W.E. van Eijk
// IEEE Trans. Nucl. Science – 2000. – V. 47. – N. 6. – P. 1787–1790.
61 Dell’Orto, E. Defect-Driven Radioluminescence Sensitization in Scintillators: The
Case of Lu2Si2O7:Pr / E. Dell’Orto, M. Fasoli, G. Ren, A. Vedda // J. Phys. Chem. C –
2013. – V. 117. – P. 20201–20208.
62 Jary V. Luminescence Characteristics of the Ce3+-Doped Pyrosilicates: The Case of
La-Admixed Gd2Si2O7 Single Crystals / V. Jary, M. Nikl, S. Kurosawa, Y. Shoji, E.
Mihokova, A. Beitlerova, G. P. Pazzi, A. Yoshikawa // J. Phys. Chem. C – 2014. – V.
118. – P. 26521–26529.
63 Bretheau-Raynal, F. Raman Spectroscopic Study of Thortveitite Structure Silicates /
F. Bretheau-Raynal, J.P. Dalbiez, M. Drifford, B. Blanzat. // J. Raman Spectr. – 1979. –
V. 8. – P. 39–42.
64 Soetebier, F. Crystal structure of lutetium disilicate Lu2Si2O7 / F. Soetebier,
W. Urland. // Z. Kristallogr. – 2002. – V. 217. – P. 22.
65 Nazipov D.V. Structure and dynamics of the Lu2Si2O7 lattice: ab initio calculation /
D.V. Nazipov. A.E. Nikiforov // Phys. Solid State – 2017. – V. 59. – P. 121-125.
66 CRYSTAL basis set repository [Электронный ресурс]. – Режим доступа
http://www.crystal.unito.it свободный. – Загл. с экрана.
67 Energy-consistent Pseudopotentials of the Stuttgart/Cologne Group [Электронный
ресурс]. – Режим доступа: http://www.tc.uni-koeln.de/PP/clickpse.en.html свободный.
– Загл. с экрана.
68 Clarke, D. Thermal barrier coating materials / D. R. Clarke, S. R. Phillpot // Mater
Today. – 2005. – V. 8. – P. 22–29.
69 Pan, W. Low thermal conductivity oxides. W. Pan, S.R. Phillpot, C. L. Wan,
A. Chernatynskiy, Z. X. Qu // MRS Bull. – 2012. – V. 37. – P. 917–922.
70 Sun, Z. Q. Thermal properties of single-phase Y2SiO5 / Z. Q. Sun, M. S. Li,
Y. C. Zhou // J. Eur. Ceram. Soc. – 2009. – V. 29. – P. 551–557.
71 Sun, Z. Q. Thermal properties and thermal shock resistance of γ-Y2Si2O7 / Z. Q. Sun,
Y. C. Zhou, J. Y. Wang, M. S. Li // J. Am. Ceram. Soc. – 2008. – V. 91. – PP. 2623–
2629.
72 Zhou, Y. C. Theoretical Prediction and Experimental Investigation on the Thermal and
Mechanical Properties of Bulk β-Yb2Si2O7 / Y. C. Zhou, C. Zhao, F. Wang, Y. J. Sun,
L. Y. Zheng, X. H. Wang // J. Am. Ceram. Soc. – 2013. – V. 96. – PP. 3891–3900.
73 Gustafsson, T. Lu2SiO5 by single-crystal X-ray and neutron diffraction / T. Gustafsson,
M. Klintenberg, S. E. Derenzo, M. J. Weber, J. O. Thomas // Acta Crystallogr. C. – 2001.
– V. 57. – P. 668–669.
74 Nazipov D.V. Raman spectrum of oxyorthoilicate Lu2SiO5: Ab initio calculation /
D.V. Nazipov, A.E. Nikiforov // J. Raman Spec. – 2018. – V. 49. – P. 872–877.
75 Kobayashi, M. Radiation damage of a cerium-doped lutetium oxyorthosilicate single
crystal / M. Kobayashi, M. Ishii, C.L. Melcher // Nucl. Instrum. Methods A – 1993. – V.
335. – P. 509–512.
76 Moldraw: A program to display and manipulate molecular and crystalline structures
[Электронныйресурс].–Режимдоступа
http://www.moldraw.unito.it/_sgg/f10000.htm свободный. – Загл. с экрана.
77 Khomskii, D. Multiferroics: Different Ways to Combine Magnetism and
Ferroelectricity / D. I. Khomskii // J. Magn. Magn. Mat. – 2006. – V. 306 – P. 1–14.
78 Пятаков, А. Магнитоэлектрические материалы и мультиферроики / А. П.
Пятаков, А. К. Звездин // УФН – 2012. – Т. 182. – С. 593–620.
79 Kozlenko, D. Competition between ferromagnetic and antiferromagnetic ground states
in multiferroic BiMnO3 at high pressures / D. Kozlenko, A. Belik, S. Kichanov,
I. Mirebeau, D. Sheptyakov, Th. Strassle, O. Makarova, A. Belushkin, B. Savenko,
E. Takayama-Muromachi // Phys. Rev. B. – 2010. – V. 82. – P. 014401.
80 Moreira dos Santos, A. Orbital ordering as the determinant for ferromagnetism in
biferroic BiMnO3 / A. Moreira dos Santos, A. K. Cheetham, T. Atou, Y. Syono,
Y. Yamaguchi, K. Ohoyama, H. Chiba, C. N. R. Rao // Phys. Rev. B. – 2002. – V. 66. –
P. 064425.
81 Kozlenko, D. Antipolar phase in multiferroic BiFeO3 at high pressure / D. P. Kozlenko,
A. A. Belik, A. V. Belushkin, E. V. Lukin, W. G. Marshall, B. N. Savenko, E. Takayama-
Muromachi // Phys. Rev B – 2011. – V. 84. – P. 094108.
82 Gonchar, L. E. Crucial role of orbital structure in formation of frustrated magnetic
structure in BiMnO3 / L. E. Gonchar, A. E. Nikiforov // Phys. Rev. B – 2013. – V. 88. –
P. 094401.
83 Moreira dos Santos, A. Evidence for the likely occurrence of magnetoferroelectricity
in the simple perovskite. BiMnO3 / A. Moreira dos Santos, S. Parashar, A. Raju, Y. Zhao,
A. Cheetham, C. Rao // Solid State Commun. – 2002. – V. 122. – P. 49–52.
84 Nazipov D.V. Structure and lattice dynamics of Jahn-Teller crystal BiMnO3: ab initio
calculation / D.V. Nazipov, A.E. Nikiforov, L.E. Gonchar // J. Phys. Conf. Series. – 2017.
– V. 833. – P. 012006.
85 Seshadri, R. Visualizing the Role of Bi 6s “Lone Pairs” in the Off-Center Distortion
in Ferromagnetic BiMnO3 / R. Seshadri, N. Hill // Chem. Mater. – 2001. – V. 13. – P.
2892–2899.
86 Kimura T. Magnetocapacitance effect in multiferroic BiMnO3 / T. Kimura,
S. Kawamoto, I. Yamada, M. Azuma, M. Takano, Y. Tokura // Phys. Rev. B. – 2003. –
V. 67. – P. 180401.
87 Ravindran, P. Theoretical investigation of magnetoelectric behavior in BiFeO 3 /
P. Ravindran, R. Vidya, A. Kjekshus, H. Fjellvag // Phys. Rev. B. – 2006. – V. 74. – P.
0224412.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Помогаем с подготовкой сопроводительных документов

    Совместно разработаем индивидуальный план и выберем тему работы Подробнее
    Помощь в подготовке к кандидатскому экзамену и допуске к нему Подробнее
    Поможем в написании научных статей для публикации в журналах ВАК Подробнее
    Структурируем работу и напишем автореферат Подробнее

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Родион М. БГУ, выпускник
    4.6 (71 отзыв)
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    #Кандидатские #Магистерские
    108 Выполненных работ
    Анастасия Л. аспирант
    5 (8 отзывов)
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибост... Читать все
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибостроение, управление качеством
    #Кандидатские #Магистерские
    10 Выполненных работ
    Оксана М. Восточноукраинский национальный университет, студент 4 - ...
    4.9 (37 отзывов)
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политоло... Читать все
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политологии.
    #Кандидатские #Магистерские
    68 Выполненных работ
    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ
    Олег Н. Томский политехнический университет 2000, Инженерно-эконо...
    4.7 (96 отзывов)
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Явл... Читать все
    Здравствуйте! Опыт написания работ более 12 лет. За это время были успешно защищены более 2 500 написанных мною магистерских диссертаций, дипломов, курсовых работ. Являюсь действующим преподавателем одного из ВУЗов.
    #Кандидатские #Магистерские
    177 Выполненных работ
    Шагали Е. УрГЭУ 2007, Экономика, преподаватель
    4.4 (59 отзывов)
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и... Читать все
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и диссертаций, Есть любимые темы - они дешевле обойдутся, ибо в радость)
    #Кандидатские #Магистерские
    76 Выполненных работ
    Екатерина Д.
    4.8 (37 отзывов)
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два об... Читать все
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два образования: экономист-менеджер и маркетолог. Буду рада помочь и Вам.
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Елена С. Таганрогский институт управления и экономики Таганрогский...
    4.4 (93 отзыва)
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на напис... Читать все
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на написании курсовых и дипломных работ, а также диссертационных исследований.
    #Кандидатские #Магистерские
    158 Выполненных работ
    Татьяна М. кандидат наук
    5 (285 отзывов)
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    #Кандидатские #Магистерские
    495 Выполненных работ

    Последние выполненные заказы

    Другие учебные работы по предмету

    Радиационное упрочнение и оптические свойства материалов на основе SiO2
    📅 2022год
    🏢 ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»
    Особенности формирования реальной структуры эпитаксиальных CVD-пленок алмаза с природным и модифицированным изотопным составом
    📅 2021год
    🏢 ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»
    Исследование комплексной диэлектрической проницаемости конденсированных сред на основе новых методов терагерцовой импульсной спектроскопии
    📅 2021год
    🏢 ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)»