Isotopic effect in the ir spectra of highly enriched amorphous silicon dioxide ASiO2 (A – 28, 29, 30)

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Amorphous silicon dioxide samples were obtained from silicon of natural isotopic composition, highly enriched silicon–28, –29, –30 with enrichment degrees from 99.29 ± 0.01 to 99.9980 ± 0.0010 at. %, and a mixture of silicon–28 and silicon–30. The samples were characterized by IR spectroscopy. The IR spectra of the samples show a shift of the known absorption bands of valence and strain vibrations for silicon–29 and Si–30 isotopes by 0.1–30.1 cm–1 to the low–frequency region concerning silicon–28. In silicon dioxide, a mixture of silicon–28, –30 isotopes, and natural isotopic composition, a deviation from the linear dependence of the frequency of vibration of monoisotopic patterns is observed. The positions of absorption band maxima in the model IR spectrum of silicon dioxide were calculated by the DFT method. The obtained results correlate with the experimental data with high accuracy. The values of the reduced mass and force constant of vibrating groups of atoms in silicon dioxide are determined, and the influence of these factors on the isotopic shift in the IR spectrum of silicon dioxide depending on the type of vibrations is established.

全文:

受限制的访问

作者简介

K. Shumovskaya

G.G. Devyatykh Institute of Chemistry of High Purity Substances RAS

编辑信件的主要联系方式.
Email: ignatova@ihps-nnov.ru
俄罗斯联邦, 49 Tropinin Street, Nizhny Novgorod, 603951

М. Komshina

G.G. Devyatykh Institute of Chemistry of High Purity Substances RAS; Lobachevsky State University (National Research University)

Email: ignatova@ihps-nnov.ru
俄罗斯联邦, 49 Tropinin Street, Nizhny Novgorod, 603951; 23 Gagarin Ave., Nizhny Novgorod, 603022

M. Sukhanov

G.G. Devyatykh Institute of Chemistry of High Purity Substances RAS

Email: ignatova@ihps-nnov.ru
俄罗斯联邦, 49 Tropinin Street, Nizhny Novgorod, 603951

S. Plekhovich

Lobachevsky State University (National Research University)

Email: ignatova@ihps-nnov.ru
俄罗斯联邦, 23 Gagarin Ave., Nizhny Novgorod, 603022

A. Plekhovich

G.G. Devyatykh Institute of Chemistry of High Purity Substances RAS

Email: ignatova@ihps-nnov.ru
俄罗斯联邦, 49 Tropinin Street, Nizhny Novgorod, 603951

P. Otopkova

G.G. Devyatykh Institute of Chemistry of High Purity Substances RAS

Email: ignatova@ihps-nnov.ru
俄罗斯联邦, 49 Tropinin Street, Nizhny Novgorod, 603951

O. Troshin

G.G. Devyatykh Institute of Chemistry of High Purity Substances RAS; Lobachevsky State University (National Research University)

Email: ignatova@ihps-nnov.ru
俄罗斯联邦, 49 Tropinin Street, Nizhny Novgorod, 603951; 23 Gagarin Ave., Nizhny Novgorod, 603022

参考

  1. Рабинович И.Б. Влияние изотопии на физико-химические свойства жидкостей. М.: Наука, 1968. 308 с.
  2. Андреев Б.М., Арефьев Д.Г., Баранов В.Ю. Изотопы: свойства, получение, применение: монография. М.: Физматлит, 2005. Т. 2. 728 с.
  3. Плеханов В.Г. // Успехи физ. наук. 2000. Т. 170. № 11. С. 1245.
  4. Plekhanov V.G. // UFN. 2000. V. 170. № 11. P. 1245. https://doi.org/10.1070/PU2000v043n11ABEH000264
  5. Berezin A.A. // J. Phys. Chem. Solids. 1989. V. 50. P. 5. https://doi.org/10.1016/0022-3697(89)90465-4
  6. Bell J.D. Pat. USА № 9014524 // Isotopically Altered Optical Fiber. 2015. № 14/310106. 17 p.
  7. Allan D.C., Brown J.T., Chacon L.C. et al. Pat. USА № 20050022562 // Isotopically Altered Optical Fiber. 2004. № 10/926717. 21 p.
  8. Sato R.K., McMillan P.F. // J. Phys. Chem. 1987. V. 91. № 13. P. 3494. https://doi.org/10.1021/j100297a008
  9. Lazovski G., Wachtel E., Lubomirsky I. // Appl. Phys. Lett. 2012. V. 100. № 262905. P. 1. https://doi.org/10.1063/1.4731287
  10. Трошин О.Ю., Буланов А.Д., Салганский М.Ю. и др. // Неорган. материалы. 2023. Т. 59. № 6. С. 618.
  11. Gavva V.А., Bulanov А.D., Kut’in А.М. et al. // Physica B: Condens. Matter. 2018. V. 537. P. 12. http://doi.org/10.1016/j.physb.2018.01.056
  12. Агекян В.Ф., Аснин В.М., Крюков А.М. и др. // ФТТ. 1989. Т. 31. № 12. С. 101.
  13. Plotnichenko V.G., Nazaryants V.O., Kryukova E.B. et al. // Appl. Opt. 2011. V. 50. № 23. P. 4633. https://doi.org/10.1364/AO.50.004633
  14. Плотниченко В.Г., Назарьянц В.О., Крюкова Е.Б. и др. // Квант. электрон. 2010. Т. 40. № 9. С. 753.
  15. Ogliore R.C., Dwyer C., Krawczynski M.J. et al. // Appl. Spectrosc. 2019. V. 73. № 7. P. 767. https://doi.org/10.1177/0003702819842558
  16. McMillan P. // Am. Mineral. 1984. V. 69. P. 622.
  17. Vincent R.K., Hunt G.R. // Appl. Opt. 1968. V. 7. P. 53.
  18. Stuart B.H. Infrared Spectroscopy: Fundamentals and Applications. Sydney: University of Technology, 2004. 242 p. https://doi.org/10.1002/0470011149
  19. Han S.M., Aydila E.S. // Appl. Phys. Lett. 1997. V. 70. P. 3269. https://doi.org/10.1063/1.118424
  20. Суриков В.Т. // Аналитика и контроль. 2008. Т. 12. С. 93.
  21. Третьяков Ю.Д. Неорганическая химия. М.: Академия, 2004. С. 105.
  22. Борисов В.А., Ворошилов Ф.А., Дьяченко А.Н. и др. // Известия высших учебных заведений. Физика. 2010. Т. 53. № 11/2. С. 104.
  23. Отопкова П.А., Потапов А.М., Сучков А.И. и др. // Масс-спектрометрия. 2019. Т. 74. № 13. С. 1349.
  24. Kopani M., Mikula M., Takahashi M. et al. // Appl. Surf. Sci. 2013. V. 269. P. 106. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2012.09.081
  25. Паньков В.В., Ивановская М.И., Котиков Д.А. Структура и свойства нанокомпозитов SiO2–Fe2O3. Минск: Химические проблемы создания новых материалов и технологий, 2008. 38 с.
  26. Joseph W. Vibrational Analysisin Gaussian. 1999. P. 1.
  27. Князев Д.А., Мясоедов Н.Ф., Бочкарев А.В. // Успехи химии. 1992. Т. 61. № 2. С. 384. https://doi.org/10.1070/RC1992v061n02ABEH000941
  28. Суханов М.В., Плехович А.Д., Котерева Т.В. и др. // Докл. Акад. наук. 2016. Т. 466. № 3. С. 302.
  29. Alam’pt M.K., Callls J.B. // Anal. Ckem. 1994. V. 66. P. 2293. https://doi.org/10.1021/ac00086a015
  30. Jancsó G. // Pure Appl. Chem. 2004. V. 76. № 1. P. 11. https://doi.org/10.1351/pac200476010011
  31. Петьков В.И., Грудзинская Е.Ю. Изоморфизм. Твердые растворы. Нижний Новгород: Нижегородский гос. ун-т, 2010. 144 с.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. X-ray diffraction pattern of amorphous silicon dioxide of different isotopic composition

下载 (155KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Thermogram of amorphous silicon dioxide of natural isotopic composition

下载 (75KB)
索引源数据
4. Fig. 3. IR spectra of amorphous silicon dioxide of different isotopic composition

下载 (362KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Normalized IR spectra of amorphous isotopically enriched silicon dioxide and silicon dioxide of natural isotopic composition

下载 (371KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Decomposition of the absorption spectra of the obtained silicon dioxide according to Gauss using 28SiO2 as an example

下载 (95KB)
索引源数据
7. Fig. 6. SiO2 structural units optimized by DFT/uB3LYP/6–311g++G(3d2f,3p2d) method

下载 (90KB)
索引源数据
8. Fig. 7. A fragment of the SiO2 molecule optimized using the obtained structural units by the DFT/uB3LYP/6–311g++G(3d2f,3p2d) method.

下载 (104KB)
索引源数据
9. Fig. 8. A fragment of the SiO2 molecule optimized using the obtained structural units by the DFT/uB3LYP/6–311g++G(3d2f,3p2d) method.

下载 (143KB)
索引源数据
10. Fig. 9. Calculated IR spectra of amorphous silicon dioxide of different isotopic composition, obtained by the DFT/uB3LYP/6–311g++G(3d2f,3p2d) method. Scale factor – 0.91, FWHM = 12 cm–1

下载 (218KB)
索引源数据
11. Fig. 10. Vector notation of vibrations of silicon dioxide atoms determined by the DFT/rwb97xd/lanl2d method

下载 (242KB)
索引源数据
12. Fig. 11. Dependences of the frequencies of valence symmetric vibrations obtained from experimental data, theoretically predicted and calculated by the DFT method, on the reciprocal value of the reduced mass of silicon dioxide of different isotopic composition

下载 (73KB)
索引源数据
13. Fig. 12. Dependences of the frequency of valence symmetric vibrations on the reciprocal value of the reduced mass in samples of monoisotopic silicon dioxide and a mixture of isotopes

下载 (84KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

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».