Vibrational Spectra of Strontium Bismuth Molybdate: Experiment and First Principles Calculation

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

This paper presents first principles quantum-chemical calculations of vibrational spectra of SrMoO4 clusters and clusters of Sr0.4Bi0.4MoO4, a cation-deficient scheelite-like phase. The calculation results are compared to experimental Raman spectroscopy data. The effects of bismuth incorporation and structural disorder in the clusters show up as additional scissoring vibrations of oxygens.

About the authors

E. V. Sokolenko

North-Caucasus Federal University, 355017, Stavropol, Russia

Email: sokolenko-ev-svis@rambler.ru
Россия, 355017, Ставрополь, ул. Пушкина, 1

E. S. Buyanova

Yeltsin Federal University, 620002, Yekaterinburg, Russia

Email: sokolenko-ev-svis@rambler.ru
Россия, 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

Z. A. Mikhailovskaya

Yeltsin Federal University, 620002, Yekaterinburg, Russia; Zavaritskii Institute of Geology and Geochemistry, Ural Branch, Russian Academy of Sciences, 620016, Yekaterinburg, Russia

Email: sokolenko-ev-svis@rambler.ru
Россия, 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19; Россия, 620016, Екатеринбург, ул. Академика Вонсовского, 15

G. V. Slyusarev

North-Caucasus Federal University, 355017, Stavropol, Russia

Author for correspondence.
Email: sokolenko-ev-svis@rambler.ru
Россия, 355017, Ставрополь, ул. Пушкина, 1

References

  1. Danevich F.A., Georgadz A.Sh., Kobychev V.V., Kropivyansky B.N., Nagorny S.S. Application of PbWO4 Crystal Scintillators in Experiment to Search for 2β Decay of 116cd // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A. 2006. V. 556. P. 259–265. https://doi.org/10.1016/j.nima.2005.09.049
  2. Shimamura K., Sato H., Bensalah A., Machida H., Sarukura N., Fukuda T. Growth of Ce-Doped Colquiriite- and Scheelite-Type Single Crystals for Uv Laser // Appl. Opt. Mater. 2002. V. 19. № 1. P. 109–116. https://doi.org/10.1016/S0925-3467(01)00207-5
  3. Emelynova Y.V., Krylov A.A., Kasantseva A.D., Buyanova E.S., Petrova S.A., Nikolaenko I.V. Bismuth Niobates Bi3Nb1–xErxO7–δ: Structure and Transport Properties // Russ. J. Inorg. Chem. 2019. V. 64. № 1.2. P. 151–157.
  4. Баковец В.В., Золотова Е.С., Антонова О.В., Корольков И.В., Юшина И.В. Возможности адаптации спектра фотолюминесценции шеелитов Са к спектру эмиссии ламп накаливания: соединения CaMoO4:Eu3+ и CaWO4:Eu3+// ЖТФ. 2016. Т. 86. Вып. 7. С. 104–111.
  5. Parulin R.A., Timoshenko I.V., Kuznetsova Yu.A., Zatsepin A.F., Buyanova E.S., Mikhaylovskaya Z.A., Koubisy M.S.I. Optical Properties and Energy Band Parameters of Luminescent CaMoO4:Bi Ceramics // J. Phys.: Conf. Ser. 2018. V. 1124. P. 051005. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1124/5/051005
  6. Vidya S., John A., Solomon S., Thomas J.K. Optical and Dielectric Properties of SrMoO4 Powders Prepared by the Combustion Synthesis Method // Adv. Mater. Res. 2012. V. 1. № 3. P. 191–204. doi: 10.12989 /amr.2012.1.3.191
  7. Bilkan M.T., Yurdakul S. Experimental and Theoretical Studies on Molecular Structures and Vibrational Modes of Novel Compounds Containing Silver // Russ. J. Inorg. Chem. 2017. V. 62. № 7. P. 910–924. https://doi.org/10.1134/S0036023617070038
  8. Кожевникова Н.М. Синтез и исследование тройных молибдатов KCаLn(MoO4)3 шеелитоподобной структуры в системах К2MoO4–CaMoO4–Ln2(MoO4)3 (Ln = Nd, Sm, Eu, Gd) // Журн. неорган. химии. 2018. Т. 63. № 2. С. 147–161. https://doi.org/10.7868/S0044457X18020034
  9. Ляшенко Л.П., Щербакова Л.Г., Тартаковский И.И., Максимов А.А., Светогоров Р.Д., Зубавичус Я.В. Cтруктурные преобразования порядок–беспорядок в нанокристаллических высокодефектных флюоритпроизводных Gd2MO5 (M–Zr, Hf) // Неорган. материалы. 2018. Т. 54. № 3. С. 257–264. https://doi.org/10.7868/S0002337X18030065
  10. Guo J., Randall A.C., Zhang G., Zhou D., Chen Y., Wang H. Synthesis, Structure, and Characterization of New Low-Firing Microwave Dielectric Ceramics: (Ca1−3xBi2xФx)MoO4 // J. Mater. Chem. C. 2014. V. 35. № 2. P. 7364–7372. https://doi.org/10.1039/C4TC00698D
  11. SrMoO4 (Sr[MoO4]) Crystal Structure // Inorganic Solid Phases // Pauling File / Ed. Villars P. Heidelberg: Springer. https://materals.springer.com/isp/crystallographic/ docs/sd_1014644
  12. Михайловская З.А., Буянова Е.С., Петрова С.А., Кузнецова Ю.А., Пьянкова Д.В. Синтез и свойства твердых растворов (Ca/Sr)1–3xBi2xMoO4 // Неорган. материалы. 2019. Т. 55. № 10. С. 1080–1086. https://doi.org/10.1134/ S0002337X19080098
  13. Sleight J.A.W., Aykan K. New Nonstoichiometric Molybdate, Tungstate, and Vanadate Catalysts with the Scheelite-Type Structure // Solid State Chem. 1975. V. 13. № 3. P. 231–236.
  14. Михайловская З.А., Буянова Е.С., Соколенко Е.В., Слюсарев Г.В., Петрова С.А., Зацепин А.Ф. Влияние добавок висмута на кристаллическую и электронную структуру молибдата стронция // ЖФХ. 2020. Т. 94. № 12. С. 1857–1864.
  15. Воронько Ю.К., Соболь А.А., Шукшин В.Е., Загуменный А.И., Заварцев Ю.Д., Кутовой С.А. Исследование структурного разупорядочения в кристаллах YVO4, GdVO4 и CaWO4 методом спектроскопии комбинационного рассеяния света // ФТТ. 2009. Т. 51. № 9. С. 1776–1782.
  16. Mikhaylovskaya Z.A., Buyanova E.S., Petrova S.A., Nikitina A.A. Sheelite-Related Strontium Molybdates: Synthesis and Characterization // Chim. Tech. Acta. 2018. V. 5. № 4. P. 189–195. https://doi.org/10.15826/chimtech.2018.5.4.03
  17. Соколенко Е.В., Слюсарев Г.В. Моделирование дефектов в структуре карбида кремния // Неорган. материалы. 2019. Т. 55. № 1. С. 21–33. https://doi.org/10.1134/S0002337X19010159
  18. Furlani Th.R., Kong J., Gill P.M.W. Parallelization of SCF Calculations Within Q-Chem // Comput. Phys. Commun. 2000. V. 128. P. 170–177.
  19. Wadt W.R., Hay P.J. Ab Initio Effective Core Potentials for Molecular Calculations Potentials for Main Group Elements Na to Bi // J. Chem. Phys. 1985. V. 82. P. 284–298. https://doi.org/10.1063/1.448800
  20. Botelho G., Nogueir I.C., Moraes E., Longo E. Study of Structural and Optical Properties of CaMoO4 Nanoparticles Synthesized by the Microwave-Assisted Solvothermal Method // Mater. Chem. Phys. 2016. V. 183. P.110–120. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2016.08.008
  21. Oliveira F.K.F., M.C., Gracia L., Tranquilin R.L., Paskocimas C.A., Motta F.V., Longo E., Andr’es J., Bomio M.R.D. Experimental and Theoretical Study to Explain the Morphology of CaMoO4 Crystals // J. Phys. Chem. Solids. 2018. V. 114. P. 141–152. https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2017.11.019
  22. Sczancoski J.C., Cavalcante L.S., Marana N.L., Silva R.O., Tranquilin R.L., Joya M.R., Pizani P.S., Varela J.A., Sambrano J.R., Siu Li M., Longo E., Andrés J. Current Electronic Structure and Optical Properties of BaMoO4 Powders // Appl. Phys. 2010. V. 10. P. 614–624. https://doi.org/10.1016/j.cap.2009.08.006
  23. Hanuza J., Benzar A., Haznar A., Maczka M., Pietraszko A., Maas J.H. Structure and Vibrational Dynamics of Tetragonal NaBi(WO4)2 Scheelite Crystal // Vibr. Spectrosc. 1996. V. 12. P. 25–36.
  24. Hanuza J., Maczka M., Maas J.H. Vibrational Characteristics of the Single-Bridge MoOMo and Double-bridge MoO2Mo Intermolecular Interactions-Polarized Infrared and Raman Spectra of Monoclinic KBi(MoO4)2 Single Crystal // Vibr. Spectrosc. 1995. V. 8. P. 417–423.
  25. Hanuza J., Maczka M.,Maas J.H. Polarized IR and Raman Spectra of Tetragonal NaBi(WO4)2, NaBi(MoO4)2 and LiBi(Mo4)2 Single Crystals with Scheelite Structure // J. Mol. Struct. 1995. V. 348. P. 349–352.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (885KB)
Indexing metadata
3.

Download (2MB)
Indexing metadata
4.

Download (1MB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Е.В. Соколенко, Е.С. Буянова, З.А. Михайловская, Г.В. Слюсарев