Broad-band spectroscopy of nanoconfined water molecules

M. A. Belyanchikov, M. Savinov, Z. V. Bedran, P. Bednyakov, P. Proschek, J. Prokleska, V. I. Torgashev, E. S. Zhukova, S. S. Zhukov, L. S. Kadyrov, V. Thomas, A. Dudka, A. Zhugayevych, V. B. Anzin, R. K. Kremer, J. K.H. Fischer, P. Lunkenheimer, A. Loidl, E. Uykur, M. DresselB. Gorshunov

Результат исследования: Публикации в книгах, отчётах, сборниках, трудах конференцийстатья в сборнике материалов конференциинаучнаярецензирование

1 Цитирования (Scopus)


We have performed broad-band spectroscopic investigations of vibrational and relaxational excitations of water molecules confined to nanocages within artificial beryl and mineral cordierite crystals. Signatures of quantum critical phenomena within the H2O molecular network are registered in beryl. In cordierite, a density functional analysis is applied to reconstruct the potential energy landscape experienced by H2O molecules, revealing a pronounced anisotropy with a potential well of about 10 meV for the molecular dipole moment aligned along the b-axis. This anisotropy leads to a strongly temperature dependent and anisotropic relaxational response of the dipoles at radiofrequencies with the activation energies corresponding to the barriers of the rotational potential. At T ≈ 3 K, we identify signatures of a transition into a glassy state composed by clusters of H2O dipoles. Rich set of anisotropic and temperature-dependent excitations are observed in the terahertz frequency range which we associate with rotational/translational vibrations.

Язык оригиналаанглийский
Название основной публикации4th International Conference on Nanotechnologies and Biomedical Engineering - Proceedings of ICNBME 2019
РедакторыIon Tiginyanu, Victor Sontea, Serghei Railean
ИздательSpringer Gabler
Число страниц5
ISBN (печатное издание)9783030318659
СостояниеОпубликовано - 1 янв. 2020
Событие4th International Conference on Nanotechnologies and Biomedical Engineering, ICNBME 2019 - Chisinau, Республика Молдова
Продолжительность: 18 сент. 201921 сент. 2019

Серия публикаций

НазваниеIFMBE Proceedings
ISSN (печатное издание)1680-0737
ISSN (электронное издание)1433-9277


Конференция4th International Conference on Nanotechnologies and Biomedical Engineering, ICNBME 2019
Страна/TерриторияРеспублика Молдова


Подробные сведения о темах исследования «Broad-band spectroscopy of nanoconfined water molecules». Вместе они формируют уникальный семантический отпечаток (fingerprint).