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三硼酸铋晶体及其高温熔体结构的拉曼光谱研究

Microstructure Study on Bismuth Triborate Crystal and Its Melt at High Temperature by Raman Spectroscopy

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摘要

测量了BiB3O6晶体从常温到熔融态的拉曼光谱, 考察了其温致结构变化和预测了熔体的结构基元。 同时, 采用量子化学从头计算和密度泛函理论对拉曼光谱进行了计算和结构分析。 结果表明, 随着温度的升高, 对包含阳离子Bi的外部晶格和[BO3]3-硼氧三角形基团结构的温致结构影响有限, 却有效地削弱了[BO4]5-硼氧四面体基团结构, 其松弛度增加, 稳定性变差, 并在熔体结构中彻底消失。 研究表明BiB3O6熔体主要以硼氧六元环[B6O12]6-的形式存在, 阳离子Bi起电荷平衡作用, 其氧配位数为3, 有别于晶体中的6。

Abstract

Temperature dependent Raman spectra of BiB3O6 crystal and its melt were recorded and the microstructure of BiB3O6 melt was predicted. Multiple theoretical methods including quantum chemistry ab initio calculation and DFT (Density Function Theory) methods were applied to simulate the BiB3O6 crystal and melt structure and Raman spectra. It was demonstrated that B—O triangles and Bi lattice in the crystal reveal little affected in structure while B—O tetrahedra shows severe distortion with increasing temperature, especially B—O tetrahedra disappears after being completely melt. The microstructure of BiB3O6 melt consists of six-member ring, [B6O12]6-, which varies in bond lengths and angles individually. Cation Bi behaves to balance the charge of anion cluster, and the oxygen coordination number of cation Bi is 3, different from the crystal situation in which cation Bi is coordinated with 6 oxygens.

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中图分类号:O657.3

DOI:10.3964/j.issn.1000-0593(2012)01-0127-05

基金项目:国家自然科学基金项目(50932005, 20973107, 40973046)和法国LE STUDIUM项目资助

收稿日期:2011-05-17

修改稿日期:2011-09-06

网络出版日期:--

作者单位    点击查看

季自方:上海大学材料科学与工程学院, 上海 200072
尤静林:上海大学材料科学与工程学院, 上海 200072法国国家科学研究中心高温和辐射研究所和奥尔良大学, 法国 奥尔良 45071, 45067
西蒙·派特里克:法国国家科学研究中心高温和辐射研究所和奥尔良大学, 法国 奥尔良 45071, 45067
王媛媛:上海大学材料科学与工程学院, 上海 200072
侯敏:上海大学材料科学与工程学院, 上海 200072
王丽红:上海大学材料科学与工程学院, 上海 200072
张国春:中国科学院理化技术研究所, 北京 100190
万松明:中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
傅佩珍:中国科学院理化技术研究所, 北京 100190
吴以成:中国科学院理化技术研究所, 北京 100190
殷绍唐:中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031

联系人作者:季自方(jizifang@126.com)

备注:季自方, 1983年生, 上海大学材料科学与工程学院硕士研究生

【1】CHEN Chuang-tian(陈创天). Journal of Synthetic Crystals(人工晶体学报), 2001, 30(1): 36.

【2】Teng B, Wang J Y, Wang Z P, et al. Science in China(Series E), 2002, 45(1): 19.

【3】Hellwig H, Liebertz J, Bohaty L. Journal of Applied Physics, 2000, 88(1): 240.

【4】Teng B, Wang J Y, Wang Z P, et al. Journal of Crystal Growth, 2001, 224: 280.

【5】Teng B, Wang J Y, Wang Z P, et al. Journal of Crystal Growth, 2001, 233: 282.

【6】Becker P, Liebertz J, Bohaty L. Journal of Crystal Growth, 1999, 203: 149.

【7】Teng B, Wang J Y, Wang Z P, et al. Chinese Science Bulletin, 2001, 46(21): 1783.

【8】Zavartsev F Y, Koutovoi S A, Voronov V V, et al. Journal of Crystal Growth, 2005, 275: e637.

【9】Wan S M, Teng B, Zhang X, et al. Cryst Eng. Comm., 2010, 12: 211.

【10】Wan S M, Zhang X, Zhao S J, et al. Crystal Growth & Design, 2008, 8(2): 412.

【11】Zhang X, Yin S T, Wan S M, et al. Chin. Phys. Lett., 2007, 24(7): 1898.

【12】Hou M, You J L, Simon P, et al. Cryst Eng. Comm., 2011, 13: 3030.

【13】Simon P, Moulin B, Buixaderas E, et al. Journal of Raman Spectroscopy, 2003, 34: 497.

【14】Segall M D, Lindan P J D, Probert M J, et al. Journal of Physics: Condensed Matter, 2002, 14: 2717.

【15】Delley B. J. Chem. Phys., 1990, 92(1): 508.

【16】Delley B. Journal of Chemical Physics, 2000, 113(18): 7756.

【17】Frohlich V R, Bohaty L, Liebertz J. Acta Cryst., 1984, C40: 343.

【18】Egorysheva A V, Skorikov V M. Inorganic Materials, 2009, 45(13): 1461.

【19】Egorysheva A V, Burkov V I, Kargin Y F, et al. Crystallography Reports, 2005, 50(1): 127.

【20】Hu X B, Wang J Y, Teng B, et al. Journal of Applied Physics, 2005, 97(3): 033501.

【21】You J L, Jiang G C, Hou H Y, et al. Journal of Raman Spectroscopy, 2005, 36: 237.

【22】Kasprowicz D, Runka T, Szybowicz M, et al. Cryst. Res. Technol., 2005, 40(4/5): 459.

【23】Kaminskii A A, Becker P, Bohaty L, et al. Optics Communications, 2002, 206: 179.

【24】Rulmont A, Almou M. Spectrochimica Acta, 1989, 45A(5): 603.

【25】ZHANG Xiao-bin, YOU Jing-lin, JIANG Guo-chang, et al(张晓斌, 尤静林, 蒋国昌, 等). Chinese Journal of Light Scattering(光散射学报), 2005, 16(4): 313.

【26】WANG Chen, YU Xue-hui, PAN Feng, et al(王晨, 喻学惠, 潘峰, 等). Journal of the Chinese Ceramic Society(硅酸盐学报), 2006, 34(12): 1508.

【27】Scott A P, Radom L. J. Phys. Chem., 1996, 100(41): 16502.

引用该论文

JI Zi-fang,YOU Jing-lin,SIMON Patrick,WANG Yuan-yuan,HOU Min,WANG Li-hong,ZHANG Guo-chun,WAN Song-ming,FU Pei-zhen,WU Yi-cheng,YIN Shao-tang. Microstructure Study on Bismuth Triborate Crystal and Its Melt at High Temperature by Raman Spectroscopy[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2012, 32(1): 127-131

季自方,尤静林,西蒙·派特里克,王媛媛,侯敏,王丽红,张国春,万松明,傅佩珍,吴以成,殷绍唐. 三硼酸铋晶体及其高温熔体结构的拉曼光谱研究[J]. 光谱学与光谱分析, 2012, 32(1): 127-131

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