Низкотемпературная теплоемкость монокристалла вольфрамата цинка

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Получена теплоемкость вольфрамата цинка методом релаксационной калориметрии в интервале ~2.6–40 K. Выполнена экстраполяция теплоемкости к нулю температур и определена характеристическая температура Дебая при нуле. Сделана оценка представленных в литературе экспериментальных данных по теплоемкости. Получены уточненные значения термодинамических функций в интервале 0–301 K.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Е. Мусихин

Институт неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: musikhin@niic.nsc.ru
Россия, Новосибирск, 630090

Е. Ф. Миллер

Институт неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН

Email: musikhin@niic.nsc.ru
Россия, Новосибирск, 630090

Н. В. Гельфонд

Институт неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН

Email: musikhin@niic.nsc.ru
Россия, Новосибирск, 630090

В. Н. Шлегель

Институт неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН

Email: musikhin@niic.nsc.ru
Россия, Новосибирск, 630090

Список литературы

  1. Xin Wang, Ze Fan, Haohai Yu et al. Characterization of ZnWO4 Raman crystal // Optical Materials Express. 2017. V. 7. P. 1732. https://doi.org/10.1364/OME.7.001732
  2. Danevich F.A., Kobychev V.V., Nagornyet S.S. et al. ZnWO4 crystals as detectors for 2β decay and dark matter experiments // Nucl. Instr. Meth. A. 2005. V. 544. P. 553. https://doi.org/10.1016/j.nima.2005.01.303
  3. Kowalski Z., Kaczmarek S.M., Berkowski M. et al. Growth and optical properties of ZnWO4 single crystals pure and doped with Ca and Eu // Journal of Crystal Growth. 2016. V. 457. P. 117. http://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2016.06.043
  4. Belli P., Bernabei R., Borovlev Yu.A. et al. New development of radiopure ZnWO4 crystal scintillators // Nucl. Instr. Meth. A. 2019. V. 935. P. 89. https://doi.org/10.1016/j.nima.2019.05.014
  5. Belli P., Bernabei R., Borovlev Yu.A. et al. Optical, luminescence, and scintillation properties of advanced ZnWO4 crystal scintillators // Nucl. Instr. Meth. A. 2022. V. 1029. 166400. https://doi.org/10.1016/j.nima.2022.166400
  6. Филипенко O.C., Победимская E.A., Белов H.B. и др. Кристаллическая структура цинкового вольфрамата ZnWO4 // Кристаллография. 1968. Т. 13. С. 163. (Filipenko O.S., Pobedimskaya E.A., Belov N.V. et al. Crystal structure of ZnWO4 // Soviet Physics – Crystallography. 1968. V. 13. P. 127–129.)
  7. Schofield P.F., Knight K.S., Cressey G. Neutron powder diffraction study of the scintillator material ZnWO4 // J. of Materials Science. 1996. V. 31. P. 2873. http://doi.org/10.1007/BF00355995
  8. Trots D.M., Senyshyn A., Vasylechko L. Et al. Crystal structure of ZnWO4 scintillator material in the range of 3–1423 K // J. of Physics: Condensed Matter. 2009. V. 21. Р.325402. http://doi.org/10.1088/0953-8984/21/32/325402
  9. O’Hara S., McManus G.M. Czochralski Growth of Low-Dislocation-Density Zinc Tungstate Crystals // J. of Applied Physics. 1965. V. 36. P. 1741. https://doi.org/10.1063/1.1703120
  10. Lyon W.G, Westrum E.F. Heat capacities of zinc tungstate and ferrous tungstate from 5 to 550 K // The J. of Chemical Thermodynamics. 1974. V. 6. P. 763. https://doi.org/10.1016/0021-9614(74)90141-4
  11. Landee C.P, Westrum E.F. Thermophysical measurements on transition-metal tungstates I. Heat capacity of zinc tungstate from 5 to 550 K // The J. of Chemical Thermodynamics. 1975. V. 7. P. 973. https://doi.org/10.1016/0021-9614(75)90161-5
  12. Попов П.А., Скробов С.А., Матовников А.В. и др. Теплопроводность и теплоемкость кристалла ZnWO4 // Физика твердого тела, 2016, Т. 58. С. 827. (Popov P.A., Skrobov S.A., Matovnikov A.V. et al. Thermal conductivity and heat capacity of a ZnWO4 crystal // Physics of the Solid State. 2016. V. 58. P. 853.) https://doi.org/10.1134/S1063783416040193)
  13. Lyon W.G, Westrum E.F. High-temperature thermal functions and the thermochemistry of zinc tungstate // The J. of Chemical Thermodynamics. 1974. V. 6. P. 781. https://doi.org/10.1016/0021–9614(74)90142–6
  14. Lashley J.C., Hundley M.F., Migliori A. et al. Critical examination of heat capacity measurements made on a Quantum Design physical property measurement system // Cryogenics. 2003. V. 43. P. 369. https://doi.org/10.1016/S0011-2275(03)00092-4
  15. Musikhin A.E., Naumov V.N., Bespyatov M.A. et al. Low-temperature properties of BaWO4 based on experimental heat capacity in the range 5.7–304 K // J. of Alloys and Compounds. 2015. V. 639. P. 145. http://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.03.159
  16. Musikhin A.E., Bespyatov M.A., Shlegel V.N. et al. Low-temperature properties of BaWO4 based on experimental heat capacity in the range 5.7–304 K // J. of Alloys and Compounds. 2019. V. 802. P. 235. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.06.197
  17. Lawless W.N., Gupta T.K. Thermal properties of pure and varistor ZnO at low temperatures // J. of Applied Physics. 1986. V. 60. P. 607. https://doi.org/10.1063/1.337455

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Экспериментальные данные о теплоемкости ZnWO4: кружки – данные настоящей работы; звездочки – данные [11]; сплошная кривая – сглаженное описание экспериментальных данных.

Скачать (25KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Теплоемкость ZnWO4 в координатах Y(X): треугольники – экспериментальные значения; прямая линия – описание экспериментальных точек уравнением Y(X) = 0.0136·X, область справедливости которого лежит в интервале 0–14 K.

Скачать (18KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Относительное отклонение экспериментальных значений от сглаженной теплоемкости (нулевая ордината) для ZnWO4: треугольники – описание уравнением (1) в интервале 2.6–14 K; кружки и ромбы – описание уравнением (3) данных настоящей работы в интервале 2.6–40 K и данных [12] при 81–301 K соответственно, плюсы – сглаженное описание экспериментальной теплоемкости полиномом по данным [12]. Экспериментальная точка #3 при 3.21 K статистически значимо отклоняется (треугольник и кружок, 4.2%), она была исключена из рассмотрения при нахождении сглаженного описания.

Скачать (34KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Термодинамические функции ZnWO4 в интервале 0–301 K: теплоемкость Cp(T) (1), энтропия Sp(T) (2) и энтальпия ∆H(T) (3).

Скачать (33KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Свободная энергия Гиббса ∆G(T) для ZnWO4 в интервале 0–301 K.

Скачать (16KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024