Температурное уширение линий полносимметричных колебаний в спектрах комбинационного рассеяния бинарных систем LiNO3-LiClO4, Na2CO3-Na2SO4, KNO3-KNO2

Алиев А.Р., Ахмедов И.Р., Какагасанов М.Г., Алиев З.А.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Алиев А.Р., Ахмедов И.Р., Какагасанов М.Г., Алиев З.А. Температурное уширение линий полносимметричных колебаний в спектрах комбинационного рассеяния бинарных систем LiNO3-LiClO4, Na2CO3-Na2SO4, KNO3-KNO2 // Оптический журнал. 2018. Т. 85. № 1. С. 12–16. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2018-85-01-12-16

Aliev A.R., Akhmedov I.R., Kakagasanov M.G., Aliev Z.A. Thermal line broadening of totally symmetric vibrations in the Raman scattering spectra of LiNO3–LiClO4, Na2CO3–Na2SO4, and KNO3–KNO2 binary systems [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2018. V. 85. № 1. P. 12–16. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2018-85-01-12-16

Ссылка на англоязычную версию:

A. R. Aliev, I. R. Akhmedov, M. G. Kakagasanov, and Z. A. Aliev, "Thermal line broadening of totally symmetric vibrations in the Raman scattering spectra of LiNO₃–LiClO₄, Na₂CO₃–Na₂SO₄, and KNO₃–KNO₂ binary systems," Journal of Optical Technology. 85(1), 8-11 (2018). https://doi.org/10.1364/JOT.85.000008

Аннотация:

Методами спектроскопии комбинационного рассеяния изучены процессы молекулярной релаксации в твердых бинарных системах LiNO3-LiClO4, Na2CO3-Na2SO4, KNO3-KNO2. Обнаружено, что время релаксации колебаний ν1(A) анионов NO3 – и CO3 2– в системах LiNO3-LiClO4, Na2CO3-Na2SO4, KNO3-KNO2 меньше, чем в LiNO3, Na2CO3, KNO3 соответственно. Показано, что увеличение скорости релаксации объясняется наличием в системе дополнительного механизма релаксации колебательно-возбужденных состояний. Этот механизм связан с возбуждением колебания другого аниона (ClO4 –, SO4 2–, NO2 –) 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.

Ключевые слова:

комбинационное рассеяние, колебательные спектры, ионные кристаллы, бинарная система

Благодарность:

Авторы благодарят за поддержку РФФИ (проект № 17-02-00920_а).

Коды OCIS: 300.6390, 300.6450

Список источников:

1. Воронько Ю.К., Соболь А.А., Шукшин В.Е. Моноклинно-тетрагональный фазовый переход в оксиде гафния: исследования методом высокотемпературной спектроскопии комбинационного рассеяния света // ФТТ. 2007. Т. 49. № 10. С. 1871–1875.
2. Раков А.В. Исследование броуновского поворотного движения молекул веществ в конденсированном состоянии методом комбинационного рассеяния и инфракрасного поглощения // Труды ФИАН СССР. 1964. Т. 27. С. 111–149.
3. Валиев К.А., Иванов Е.Н. Вращательное броуновское движение // УФН. 1973. Т. 109. № 1. С. 31–64.
4. Погорелов В.Е., Лизенгевич А.И., Кондиленко И.И., Буян Г.П. Колебательная релаксация в конденсированных средах // УФН. 1979. Т. 127. № 4. С. 683–704.
5. Кириллов С.А. Колебательная спектроскопия в исследованиях динамики ионных расплавов // Динамические свойства молекул и конденсированных систем / Под ред. Лазарева А.Н. Л.: Наука, 1988. С. 190–227.
6. Oxtoby D.W. Hydrodynamic theory of vibrations dephasing in liquids // J. Chem. Phys. 1978. V. 70. № 6. P. 2605–2610.
7. Валиев К.А. К теории процессов диссипации энергии молекулярных колебаний в жидкостях // ЖЭТФ. 1961. Т. 40. № 6. С. 1832–1837.
8. Валиев К.А. К теории ширины линий колебательных и комбинационных спектров молекул в дипольных жидкостях // Опт. спектр. 1961. Т. 11. № 4. С. 465–470.

9. Сарка К., Кириллов С.А. Уширение линий в колебательных спектрах жидкостей, обусловленное ион-дипольными взаимодействиями // Украинский физический журнал. 1981. Т. 26. № 7. С. 1118–1125.
10. Иванов М.А., Квашина Л.Б., Кривоглаз М.А. Спектральное распределение локальных колебаний // ФТТ. 1965. Т. 7. № 7. С. 2047–2057.
11. Гафуров М.М., Алиев А.Р. Механизм релаксации колебательных возбуждений NO3 – в кристаллах и расплавах нитратов // Расплавы. 2000. № 2. С. 41–46.
12. Алиев А.Р., Гафуров М.М. Особенности колебательной релаксации в бинарных солевых системах // Журнал физической химии. 2001. Т. 75. № 3. С. 477–480.
13. Aliev A.R., Gafurov M.M., Akhmedov I.R. Intermolecular phonon decay mechanism of vibrational relaxation in binary salt systems // Chem. Phys. Lett. 2002. V. 359. № 3–4. P. 262–266.
14. Алиев А.Р., Ахмедов И.Р., Какагасанов М.Г., Алиев З.А., Гафуров М.М., Рабаданов К.Ш., Амиров А.М. Неупругий межмолекулярный обмен колебательными квантами и релаксация колебательно-возбужденных состояний в твердых бинарных системах // ФТТ. 2017. Т. 59. № 4. С. 736–740.
15. Brooker M.H., Papatheodorou G.N. Vibrational spectroscopy of molten salt and related glasses and vapors // Advances in Molten Salt Chemistry. V. 5 / Ed. by Mamantov G. Amsterdam: Elsevier, 1983. P. 26–184.
16. Кольрауш К. Спектры комбинационного рассеяния. М.: ИЛ, 1952. 466 с.
17. Свердлов Л.М., Ковнер М.А., Крайнов Е. П. Колебательные спектры многоатомных молекул. М.: Наука, 1970. 559 с.
18. The Aldrich library of infrared spectra / Second ed. by Pouchert C.J. Aldrich Chemical Company Inc., 1978, 1850 p.
19. Корабельников Д.В., Журавлев Ю.Н. Теоретическое исследование термодинамических свойств нитратов лития, натрия, калия // ФТТ. 2013. Т. 55. № 8. С. 1651–1658.
20. Корабельников Д.В., Журавлев Ю.Н. Ab initio исследование упругих свойств хлоратов и перхлоратов // ФТТ. 2016. Т. 58. № 6. С. 1129–1134.
21. Головко О.В. Электронная структура, химическая связь и физико-химические свойства сульфатов щелочных металлов // Автореф. канд. дис. Кемерово: Кемеровский государственный университет, 2009. 22 с.
22. Беломестных В.Н., Теслева Е.П. Полиморфные превращения типа ориентационный порядок — беспорядок. Часть II. Азотсодержащие ионномолекулярные кристаллы натрия // Известия Томского политехнического университета. 2004. Т. 307. № 6. С. 11–17.
23. James D.W., Leong W.H. Vibrational spectra of single crystals of group I nitrates // J. Chem. Phys. 1968. V. 49. № 11. P. 5089–5096.
24. Leong W.H., James D.W. Vibrational spectra of anhydrous lithium perchlorate in crystalline and molten states // Australian J. Chem. 1969. V. 22. № 3. P. 499–503.
25. Гафуров М.М., Гаджиев А.З. Изучение ориентационной подвижности нитрит-ионов в кристалле KNO2 методом ИК спектроскопии // ФТТ. 1986. Т. 28. № 2. С. 644–646.