Методика количественного анализа локальной атомной структуры на основе данных резонансной рентгеновской спектроскопии


Дата начала работ по гранту: 13.06.2019
Дата окончания работ по гранту: 31.12.2020
Руководитель: Гуда Александр Александрович
Исполнители: Киричков Михаил Викторович / Русалев Юрий Владимирович / Терещенко Андрей Александрович

Спектроскопия рентгеновского поглощения и эмиссии используются для исследования материалов в условиях operando, включая процессы возбуждения с помощью лазерного импульса. Три энергетических диапазона спектра рентгеновского поглощения - протяжённый (EXAFS), ближний (XANES) и предкраевая область являются независимыми источниками информации о локальном атомном строении и зарядовом состоянии поглощающего атома. Однако надёжных ab initio методов моделирования предкраевой области спектров не существует. Резонансный режим измерений, который объединяет поглощение и эмиссию в процессе неупругого рентгеновского рассеяния (RIXS), повышает чувствительность к малым изменениям локальной атомной структуры за счет исключения уширения спектральных линий из-за конечного времени жизни возбужденного состояния фотоэлектрона. Именно эта методика является в настоящее время золотым стандартом спектроскопии, внедряемой на всех строящихся и работающих рентгеновских лазерах на свободных электронах. Однако из-за сложностей теоретического моделирования в настоящее время предкраевая область спектра и RIXS используются в основном как отпечатки пальцев, особенно для реальных структур с низкой симметрией. Настоящий проект направлен на преодоление существующего барьера между безпараметрическими одноэлектронными расчетами для дальней энергетической области спектров рентгеновского поглощения и многочастичными атомными мультиплетными расчётами. В последнем подходе учитываются мультиплетные эффекты, возникающие для сильно коррелированных 3d и 4f электронов, однако необходимость подбора параметров для каждого отдельного соединения приводит к отсутствию предсказательной способности. Новая методология, которая будет разработана в этом проекте, будет опираться на взаимосвязь между мультиплетными расчётами в теории поля лигандов и одноэлектронной теорией функционала плотности (DFT) с использованием локального гамильтониана, построенного на основе функций Ванье.


Публикации по направлению


Всего отобрано 4 публикаций с суммарным значением Impact-factor = 21.535

1. Olga V. Safonova, Alexander Guda, Yury Rusalev, René Kopelent, Grigory Smolentsev, Wey Yang Teoh, Jeroen A. van Bokhoven, and Maarten Nachtegaal "Elucidating the Oxygen Activation Mechanism on Ceria-Supported Copper-Oxo Species Using Time-Resolved X-ray Absorption Spectroscopy" ACS Catal. 2020 10 (8) 4692–4701 (Impact-factor: 12.221 ) DOI: 10.1021/acscatal.0c00551  

2. Shukaev, I.L., Butova, V.V., Chernenko, S.V., Pospelov, A.A., Shapovalov, V.V., Guda, A.A., Aboraia, A.M., Zahran, H.Y., Yahia, I.S., Soldatov, A.V. "New orthorhombic sodium iron(+2) titanate" CERAMICS INTERNATIONAL 2020 46 (4) 4416-4422 (Impact-factor: 3.45 ) DOI: 10.1016/j.ceramint.2019.10.167

3. V.G. Vlasenko, S. P. Kubrin; D.A. Garnovskii; A.A. Guda; I.A. Pankin; A.L. Trigub "Spin-Crossover in the Iron(II) Complex Based on Dihydrobis(pyrazolyl)borate and 1,10-Phenanthroline-5,6-dione" Chemical Physics Letters 2020 739 136970 (Impact-factor: 1.901 ) DOI: 10.1016/j.cplett.2019.136970

4. Kaja Schubert, Alexander A. Guda, Karolin Mertens, Jan O. Schunck, Stefan Schippers, Alfred Müller, Sadia Bari, Stephan Klumpp and Michael Martins "Absorption spectra at the iodine 3d ionisation threshold following the CHxI+ (x = 0–3) cation sequence" Phys. Chem. Chem. Phys. 2019 21 (45) 25415-25424 (Impact-factor: 3.963 ) DOI: 10.1039/C9CP04640B