Низкотемпературная теплоемкость монокристалла вольфрамата цинка

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт 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