Quantum-chemical modeling of dispersed systems with the yttrium aluminum garnet base

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Laser material Y3Al5O12 (YAG), originally known in the form of a single-crystal, has been distributed and widely commercialized in the form of optical ceramics. The desire to expand the functionality of materials made of nanocrystals due to the size effect actualizes the study of the influence of their structure on the optical (vibrational and electronic) and other properties of new promising materials with the YAG base including glass ceramics. In this work, models of crystalline alumina-iodine garnet fragments have been calculated by DFT/uPBEPBE/SDD, DFT/uPBEPBE/lanl2DZ, and DFT/uB3PW91/SDD methods. The IR spectra were calculated by DFT/uPBEPBE/lanl2DZ method and the absorption bands of the calculated wave numbers were correlated with the measured ones. The electronic absorption spectrum and energy levels were calculated by the DFT/RB3PW91/SDD method.

Full Text

Restricted Access

About the authors

C. D. Plekhovich

Lobachevsky State University

Author for correspondence.
Email: plekhovich@ihps-nnov.ru
Russian Federation, Nizhny Novgorod

A. D. Plekhovich

Institute of Chemistry of High-Purity Substances of the Russian Academy of Sciences

Email: plekhovich@ihps-nnov.ru
Russian Federation, Nizhny Novgorod

A. M. Kutiin

Institute of Chemistry of High-Purity Substances of the Russian Academy of Sciences

Email: plekhovich@ihps-nnov.ru
Russian Federation, Nizhny Novgorod

E. E. Rostokina

Institute of Chemistry of High-Purity Substances of the Russian Academy of Sciences

Email: plekhovich@ihps-nnov.ru
Russian Federation, Nizhny Novgorod

A. V. Budruev

Lobachevsky State University

Email: plekhovich@ihps-nnov.ru
Russian Federation, Nizhny Novgorod

T. Yu. Biryukova

Lobachevsky State University

Email: plekhovich@ihps-nnov.ru
Russian Federation, Nizhny Novgorod

References

  1. Osipov V.V., Shitov V.A., Maksimov R.N., Solomonov V.I., Lukyashin K.E., Orlov A.N. // Photonics. 2018. V. 12. № 3. P. 318–334.
  2. Ikesue A., Aung Y.L., Taira T., Kamimura T., Yoshida K., Messing. G.L. // Annu. Rev. Mater. Res. 2006. V. 36. P. 397.
  3. Lukowiak A., Wiglusz R.J., Maczka M., Gluchowski P., Strek W. // Chemical Physics Letters. 2010. V. 494. № 4–6. P. 279–283. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2010.06.033
  4. Solomonov V.I., Osipov V.V., Shitov V.A., Lukyashin K.E., Bubnova A.S. // Optics and Spectroscopy. 2020. V. 128, Iss. 1. P. 5–9. https://doi.org/10.21883/OS.2020.01.48831.117-19
  5. Volzhenskaya L.G., Zorenko Y.V., Patsagan N.I., Pashkovsky M.V. // Opt. and Spectrum. 1987. V. 63. № 1. P. 135.
  6. Zorenko Y.V., Pashkovsky M.V., Batenchuk M.M., Limarenko L.N., Nazar I.V. // Opt. and Spectrum. 1996. V. 80. No. 5. P. 776.
  7. Balabanov S.S., Gavrishchuk E.M., Rostokina E.Ye., Plekhovich A.D., Kuryakov V.N., Amarantov S.V., et al. // Ceramics International. 2016. V. 42. P. 17571–17580. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.08.071
  8. Bangjun L., Ke Gai, Qian W., Tong Z. // Ceram. Int. 2023. V. 49. № 19. P. 32318–32323. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2023.07.098
  9. Balabanov S.S., Gavrishchuk E.M., Drobotenko V.V., Plekhovich A.D., Rostokina E.E. // Neorg. Mater. 2014. V. 50. № 10. P. 1114–1118. https://doi.org/10.7868/S0002337X14100030
  10. Frisch M.J., Trucks G.W., Schlegel H.B., et.al. // Gaussian 03 Gaussian, Inc., Wallingford, CT. 2003.
  11. Data retrieved from the Materials Project for Y3Al5O12 (mp-3050) from database version v2022.10.28. https://doi.org/10.17188/1204905
  12. Dobrzycki Ł., Bulska E., Pawlak D.A., Frukacz Z., Wozniak K. // Inorg. Chem. 2004. V. 43. P. 7656–7664. https://doi.org/10.1021/ic049920z
  13. Roose N.S., Anisimov N.A. // Opt. and Spectrum. 1975. V. 38. № 3. P. 627.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Structure of the yttrium aluminum garnet molecule: a – in accordance with work [11, 12], b – calculated by the DFT/uPBEPBE/SDD method.

Download (384KB)
Indexing metadata
3. Table 1.1

Download (54KB)
Indexing metadata
4. Table 1.2

Download (47KB)
Indexing metadata
5. Fig. 2. Calculated IR spectrum of yttrium aluminum garnet of composition Y6Al15O15 (scale factor – 0.91 and FWHM = 6 cm-1).

Download (406KB)
Indexing metadata
6. Fig. 3. (a) Calculated IR spectrum (composition Y7Al9O26: scale factor – 1.0 and FWHM = 12 cm-1), (b) recorded IR spectrum of yttrium aluminum garnet.

Download (565KB)
Indexing metadata
7. Table 2.1

Download (109KB)
Indexing metadata
8. Table 2.2

Download (68KB)
Indexing metadata
9. Table 2.3

Download (71KB)
Indexing metadata
10. Table 2.4

Download (106KB)
Indexing metadata
11. Fig. 4. Electronic spectrum of the Y7Al9O26 model calculated by the DFT/RB3PW91/SDD method (1 – singlet state, 2 – triplet state).

Download (344KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».