Тип публикации: диссертация
Год издания: 2021
Ключевые слова: калориметрия, теплоемкость твердых тел, термодинамические функции, плотность фононных состояний, сцинтилляционные монокристаллы
Аннотация: Работа посвящена экспериментальному исследованию теплоемкости монокристаллов молибдатов и вольфраматов металлов в широкой области низких температур и получению на этой основе ряда важных физико-химических характеристик, включая термодинамические характеристики и плотность фононных состояний. В рамках работы впервые измерена теплоемПоказать полностьюкость монокристаллов Li2MoO4, CaMoO4, BaWO4 и Na2Mo2O7 адиабатическим методом от 6 до 310 K. Сделан анализ функционального поведения теплоемкости вблизи нуля и получено описание теплоемкости вблизи нуля температур. Определена температура Дебая при нуле, определены характеристики фононной плотности состояний вблизи нуля (обнаружен низкочастотный пик и определены его основные характеристики). Для каждого исследуемого кристалла получена сглаженная температурная зависимость теплоемкости в интервале 0–310 K и вычислены изобарные термодинамические функции - энтропия, энтальпия и свободная энергия Гиббса. Развит оригинальный численный метод вычисления плотности фононных состояний из теплоемкости, он проверен на ряде модельных и реальных объектов и позволяет вычислять огибающую плотности фононных состояний на уровне трех-четырех пиков с правильным соотношением числа колебательных мод на разных частотных интервалах. Метод оформлен в виде компьютерной программы. В рамках развитого в работе метода с высокой точностью может быть получено описание теплоемкости при постоянном объеме во всей области существования твердой фазы и вычислены характеристические температуры, связанные с основными моментами плотности состояний. Предложен алгоритм вычисления энергии нулевых колебаний кристаллической решетки, что открывает возможность вычисления полной энергии твердого тела. Получена плотность фононных состояний для всех исследуемых объектов, впервые для молибдата лития и димолибдата натрия. Сравнение с приведенными в литературе характеристиками колебательных спектров для CaMoO4 и BaWO4 показало хорошее согласие. Вычислены изохорные термодинамические функции (теплоемкость, энтропия, внутренняя энергия и энергия Гельмгольца), вычислены основные характеристические температуры и энергия нулевых колебаний для исследуемых кристаллов. Изложенный в работе подход имеет общий характер и может быть использован при исследовании твердых тел различных классов.