name: Особенности физики минералов с тетраэдрическими группами (по данным терморамановской in situ спектроскопии и первопринципных расчетов)
keyword_list: фазовые переходы фононные спектры колебательная спектроскопия тетраэдр параметризация
abstract: Работа посвящена исследованию физики минералов с тетраэдрическими группами методами терморамановской in situ спектроскопии и первопринципных расчетов, анализу влияния их строения, состава и кристаллохимии на динамику кристаллической решетки. Объекты исследования - титанит, гипс, кварц, апатит, кубанит, шеелитоподобные природные и синтетические материалы состава Sr1–3xBi2xMoO4, Sr1-1.5x-yBix+yMo1-yVyO4. Автором разработаны методика и численный алгоритм определения критического внешнего параметра фазовых переходов (температуры, давления, концентрации) и пространственных границ распределения фаз в минералах, основанные на статистическом анализе изменения формы спектров. С использованием разработанного алгоритма уточнены значения температуры фазового перехода смещения в титаните; показано, что спектр колебаний и структура тетраэдрических SiO4-групп мало чувствительны к вариациям температуры, дефектности и примесного состава (микрозональности) минерала. Показано, что колебательные свойства тетраэдрических групп PO4 во фторапатите и их зависимость от температуры определяются симметрией и расщеплением (как статическим, так и динамическим) колебательных мод; анализ ангармонизма колебаний показал максимальный вклад фонон-фононного взаимодействия для симметричных валентных колебаний ν1 и максимальный вклад термического расширения решетки – для асимметричных валентных колебаний ν3; термические деформации связей P-O1 и P-O2 вдоль кристаллографических направлений a и b более значительны, чем связи P-O3; замещения в подрешетке галогена F→Cl не оказывают значительного влияния на ангармонизм колебаний PO4-тетраэдров. Для шеелита, а также синтетических соединений SrMoO4 и CaMoO4 впервые экспериментально показано увеличение ангармонизма колебаний MoO4-тетраэдров при уменьшении массы, размеров элементарной ячейки, росте электроотрицательности катиона при переходе от Sr к Са, что может иметь следствием деформацию и вынужденный поворот тетраэдров WO4 (MoO4) в соединениях Са. Установлено, что в синтетических шеелитоподобных соединениях Sr1–3xBi2xMoO4, Sr1-1.5x-yBix+yMo1-yVyO4 увеличение концентрации допанта Bi и вакансий в катионной и анионной подрешетках приводят к структурным искажениям тетраэдров MoO4 и VO4 и изменению конфигурации полиэдров SrO8; установлены рост статистического разупорядочения твердых растворов с ростом параметров х, y и сверхструктурное упорядочение при x=0.2, соответствующее локализации Bi и дефектов в позициях 16f; беспорядок является причиной появления вблизи дна зоны проводимости состояний p-Bi и p-V, уменьшения ширины запрещенной зоны и ключевым фактором изменения физических свойств соединений. Для гипса уточнена последовательность многоэтапных термоиндуцированных дегидратации и фазовых переходов: в интервале 420±10 К имеет место прямое преобразование CaSO4·2H2O→γ-CaSO4; уширение и сдвиг всех мод γ-CaSO4 (в особенности, ν1 и ν3) в интервале 450 – 670 K более значимы по величине и «скорости» смещения, чем в гипсе и γ-CaSO4 в интервале 80 – 400 К. Сильная зависимость спектра колебаний и структуры тетраэдрических групп сульфат ионов SO4 от водородных связей интерпретирована различием силовых констант в фазах CaSO4·2H2O и CaSO4·0.5H2O за счет молекул H2O. Показано, что в электронном строении кубанита по данным ab initio расчетов существует два типа d-состояний Fe: первые образуют молекулярные орбитали (x2-y2) в тетраэдрах FeS4, вторые локализованы на атомных позициях Fe, что определяет CuFe2S3 как систему с орбитально-селективным поведением; в соответствии с данными терморамановской спектроскопии и расчета фононных спектров, температурно-индуцированный фазовый переход кубанита в изокубанит при 275 К связан с переориентацией тетраэдров CuS4. По теме диссертации опубликованы 4 статьи в международных научных журналах, коллективная монография и тезисы 6 докладов; создана и зарегистрирована в Роспатенте база данных терморамановской in situ спектроскопии в интервале температур 80-870 К для ряда минералов с тетраэдрическими MO4-группами, а также 2 программных продукта для экспресс-параметризации больших массивов спектроскопических данных.
chairman_dissertation_council.name: Игорь
chairman_dissertation_council.surname: Пеков
chairman_dissertation_council.patronymic: Викторович
chairman_dissertation_council.position: Главный научный сотрудник
chairman_dissertation_council.degree: Доктор геолого-минералогических наук
chairman_dissertation_council.rank: Член-корреспондент РАН
chairman_dissertation_council.wos_research_id: -
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 7006156027
chairman_dissertation_council.rinc_id: 63818
chairman_dissertation_council.url: https://istina.msu.ru/profile/Pekov_Igor_Viktorovich/
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Николай
organization_supervisor.surname: Еремин
organization_supervisor.patronymic: Николаевич
organization_supervisor.position: и.о. декана
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 38.35.15
rubrics.name: Физика минералов
rubrics.code: 29.19.03
rubrics.name: Теория конденсированного состояния
rubrics.code: 29.19.15
rubrics.name: Фазовые равновесия и фазовые переходы
rubrics.code: 29.31.26
rubrics.name: Спектроскопические методы и методики
rubrics.code: 29.19.24
rubrics.name: Электронная структура твердых тел
oecds.code: 01.04.FI
oecds.name: CRYSTALLOGRAPHY
oecds.code: 01.04.EC
oecds.name: CHEMISTRY, INORGANIC & NUCLEAR
oecds.code: 01.04.DW
oecds.name: CHEMISTRY, APPLIED
oecds.code: 01.04.DY
oecds.name: CHEMISTRY, MULTIDISCIPLINARY
speciality_codes.name: Минералогия, кристаллография
speciality_codes.code: 25.00.05
supervisors.fio: Вотяков С.Л.
supervisors.scientific_degree: Доктор геолого-минералогических наук
supervisors.speciality_code: Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
supervisors.fio: Щапова Ю.В.
supervisors.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
supervisors.speciality_code: Кристаллография, физика кристаллов
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Кощуг Д.Г.
opponents.scientific_degree: Доктор геолого-минералогических наук
opponents.speciality_code: Минералогия, кристаллография
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Бубнова Р.С
opponents.scientific_degree: Доктор химических наук
opponents.speciality_code: Кристаллография, физика кристаллов
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Марченко Е.И.
opponents.scientific_degree: Кандидат химических наук
opponents.speciality_code: Минералогия, кристаллография
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В.ЛОМОНОСОВА, МГУ ИМЕНИ М.В.ЛОМОНОСОВА, МОСКОВСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИЛИ МГУ
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В.ЛОМОНОСОВА"
protection_organization.ogrn: 1037700258694
protection_organization.supervisor_name: ВИКТОР
protection_organization.supervisor_surname: САДОВНИЧИЙ
protection_organization.supervisor_patronymic: АНТОНОВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ИГГ УРО РАН
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И ГЕОХИМИИ ИМ. АКАДЕМИКА А.Н. ЗАВАРИЦКОГО УРАЛЬСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
author_organization.ogrn: 1026604966409
author_organization.supervisor_name: ДМИТРИЙ
author_organization.supervisor_surname: ЗЕДГЕНИЗОВ
author_organization.supervisor_patronymic: АЛЕКСАНДРОВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения