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

Аннотация

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
Страницы7-11
Число страниц5
ISBN (печатное издание)9783030318659
DOI
СостояниеОпубликовано - 1 янв 2020
Событие4th International Conference on Nanotechnologies and Biomedical Engineering, ICNBME 2019 - Chisinau, Республика Молдова
Продолжительность: 18 сен 201921 сен 2019

Серия публикаций

НазваниеIFMBE Proceedings
Том77
ISSN (печатное издание)1680-0737
ISSN (электронное издание)1433-9277

Конференция

Конференция4th International Conference on Nanotechnologies and Biomedical Engineering, ICNBME 2019
СтранаРеспублика Молдова
ГородChisinau
Период18.09.201921.09.2019

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

  • Цитировать

    Belyanchikov, M. A., Savinov, M., Bedran, Z. V., Bednyakov, P., Proschek, P., Prokleska, J., Torgashev, V. I., Zhukova, E. S., Zhukov, S. S., Kadyrov, L. S., Thomas, V., Dudka, A., Zhugayevych, A., Anzin, V. B., Kremer, R. K., Fischer, J. K. H., Lunkenheimer, P., Loidl, A., Uykur, E., ... Gorshunov, B. (2020). Broad-band spectroscopy of nanoconfined water molecules. В I. Tiginyanu, V. Sontea, & S. Railean (Ред.), 4th International Conference on Nanotechnologies and Biomedical Engineering - Proceedings of ICNBME 2019 (стр. 7-11). (IFMBE Proceedings; Том 77). Springer Gabler. https://doi.org/10.1007/978-3-030-31866-6_2