Uniaxial negative thermal expansion in the mullite- and borax-type PbAlBO4 polymorphs
Uniaxial negative thermal expansion in the mullite- and borax-type PbAlBO4 polymorphs
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莫来石型和硼砂型 PbAlBO4 多晶型物的单轴负热膨胀
DOI：
10.1007/s10853-019-04013-6
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发表时间：
2020
影响因子：
4.5
通讯作者：
T.M. Gesing
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
M. Gogolin;M.M. Murshed;M. Ende;R. Miletich;T.M. Gesing
研究了α-PbAlBO 4和β-PbAlBO 4的轴向负热膨胀特性。采用固相合成法制备了多晶和单晶样品，并通过变温、压变X射线衍射和中子衍射实验进行了表征。已知α-多晶型物具有轴向负线性压缩性（NLC），尽管结构不同，β-多晶型物也显示出类似的NLC现象。晶格热膨胀用一阶Grüneisen状态方程描述，其中振动能用Debye-Einstein-Anharmonicity模型计算。基于密度泛函理论（DFT）的声子态密度和拉曼光谱有助于选择特征频率来模拟度规参数。在准谐波近似下使用PBESol水平的平面波DFT方法对晶格热膨胀进行了模拟。准谐波近似模型的明显偏离已讨论相关的热力学函数。拓扑诱导的负交叉柔度和各向异性的Grüneisen参数之间的相互作用已被确定为轴向负线性压缩和轴向负热膨胀的驱动力。
This study presents an investigation on the axial negative thermal expansion of α-PbAlBO4and β-PbAlBO4. Polycrystalline and single-crystal samples were prepared by solid-state synthesis method, characterized by temperature- and pressure-dependent X-ray and neutron diffraction experiments. The axial negative linear compressibility (NLC) is known for the α-polymorph, although structurally different the β-polymorph also shows similar NLC phenomenon. The lattice thermal expansion was described using the first-order Grüneisen equation of state, where the vibrational energy was calculated using the Debye–Einstein-Anharmonicity model. The density functional theory (DFT)-based phonon density of states and Raman spectra helped to choose the characteristic frequency to model the metric parameters. Lattice thermal expansion was additionally simulated in the quasi-harmonic approximation using the plane-wave DFT approach at the PBEsol level. The apparent departure of the quasi-harmonic approximation model has been discussed in terms of associated thermodynamic functions. The interplay between the topology-induced negative cross-compliance and anisotropic Grüneisen parameter has been identified as the driving force for the axial negative linear compressibility and axial negative thermal expansion.
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影响因子：
5.4
作者：
M. Murshed;T. Gesing
通讯作者：
M. Murshed;T. Gesing
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DOI：
10.1515/zkri-2014-1785
发表时间：
2014
期刊：
Zeitschrift für Kristallographie - Crystalline Materials
影响因子：
--
作者：
K. Hoffmann;M.M. Murshed;R.X. Fischer;H. Schneider;Th.M. Gesing
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Th.M. Gesing
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2012
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--
作者：
M. Murshed;R. Fischer;T. Gesing
通讯作者：
T. Gesing
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DOI：
10.1002/zaac.201700330
发表时间：
2018
期刊：
Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie
影响因子：
--
作者：
M. Murshed;P. Zhao;A. Huq;T. Gesing
通讯作者：
T. Gesing
DOI：
10.1107/s0567740878011504
发表时间：
1978-01-01
期刊：
ACTA CRYSTALLOGRAPHICA SECTION B-STRUCTURAL SCIENCE
影响因子：
--
作者：
LEVY, HA;LISENSKY, GC
通讯作者：
LISENSKY, GC