무기화합물은 점 결함 농도의 변화에 민감한 많은 특성을 가지고 있다. 광물의 그러한 변화는 물과 다른 불순물을 포함하여 온도, 압력, 및 화학조성에 의해 영향을 받는다. 올리바인은 하나의 중요한 광물의 부류를 형성한다.이러한 광물들은 마그네슘이 풍부한 고체용액으로 orthosilicate와 fayalite들이다. Orthosilicate는 orthorhombic ...
무기화합물은 점 결함 농도의 변화에 민감한 많은 특성을 가지고 있다. 광물의 그러한 변화는 물과 다른 불순물을 포함하여 온도, 압력, 및 화학조성에 의해 영향을 받는다. 올리바인은 하나의 중요한 광물의 부류를 형성한다.이러한 광물들은 마그네슘이 풍부한 고체용액으로 orthosilicate와 fayalite들이다. Orthosilicate는 orthorhombic 결정구조를 가지며, 이 구조에 대하여 이방성의 전기적 특징과 이온전달 특성을 나타낸다. 이 논문의 주제는 Fe2SiO4의 전기전도도의 비등방성에 대한 것이다. Fayalite와 다른 전이금속을 포함하는 orthosilicate에 대한 주요 논제는 결정격자 내에서 비등방성 전자이동에 영향을 미치는 요인에 대하여 더 잘 이해하는 것이다. Fe2SiO4에서 일어나는 전기전도는 작은 폴라론 호핑 메커니즘을 통하여 일어난다는 가정하에, fayalite의 전기전도도의 비등방성을 EHTB 계산을 기반으로 스핀 이합체 분석을 이용하여 연구하였다. 네 가지 다른 종류의 스핀 이합체들의 계산된 전자이동적분을 전기전도도의 비등방성을 잘 설명하는 Fe2SiO4에서 두 가지 다른 형태의 철 이온으로부터 얻었다. 그러므로 스핀 이합체 기반 계산들이 다른 전이금속을 포함하는 orthosllicate의 전기전도도의 비등방성을 이해하는데 매우 중요하다고 사료된다. 결정격자에 원자 모멘트의 짝지음을 나타내는 분자장 이론은 상자기성과 반자기성 광물의Curie-Weiss 온도를 정량적으로 설명한다. 동등한 자기 원자들로 구성된 상자기성 광물의 임계온도 성질을 정성적으로 이해할 수 있다. 국지 분자장이 계산과 개념을 간략하게 하는데 필수적이다. 이러한 간략성을 유지하기 위하고 구조적으로 빈약한 자기계들처럼 하나의 단위세포에서 비등가 자기원자로 구성된 실질적인 자기구조를 고려하기 위하여, 각각 자기적 위치에서 다른 국지 결정장 환경을 포함하는 Curie-Weiss 온도의 일반 구조를 얻기 위하여 분자장 이론을 확장하였다. 여기에서 비등가 자기원자들의 Curie-Weiss 온도를 계산을 위한 실질적인 관계식을 유도하였다. 스핀 교환과 초교환 상호작용을 파라미터를 가진 주어진 격자에 대하여 부격자 모델을 이용하였다. 스핀 교환과 초교환 자기상호작용 파라미터는 밀도함도 계산의 매핑분석으로부터 얻은 것을 사용하였다.
무기화합물은 점 결함 농도의 변화에 민감한 많은 특성을 가지고 있다. 광물의 그러한 변화는 물과 다른 불순물을 포함하여 온도, 압력, 및 화학조성에 의해 영향을 받는다. 올리바인은 하나의 중요한 광물의 부류를 형성한다.이러한 광물들은 마그네슘이 풍부한 고체용액으로 orthosilicate와 fayalite들이다. Orthosilicate는 orthorhombic 결정구조를 가지며, 이 구조에 대하여 이방성의 전기적 특징과 이온전달 특성을 나타낸다. 이 논문의 주제는 Fe2SiO4의 전기전도도의 비등방성에 대한 것이다. Fayalite와 다른 전이금속을 포함하는 orthosilicate에 대한 주요 논제는 결정격자 내에서 비등방성 전자이동에 영향을 미치는 요인에 대하여 더 잘 이해하는 것이다. Fe2SiO4에서 일어나는 전기전도는 작은 폴라론 호핑 메커니즘을 통하여 일어난다는 가정하에, fayalite의 전기전도도의 비등방성을 EHTB 계산을 기반으로 스핀 이합체 분석을 이용하여 연구하였다. 네 가지 다른 종류의 스핀 이합체들의 계산된 전자이동적분을 전기전도도의 비등방성을 잘 설명하는 Fe2SiO4에서 두 가지 다른 형태의 철 이온으로부터 얻었다. 그러므로 스핀 이합체 기반 계산들이 다른 전이금속을 포함하는 orthosllicate의 전기전도도의 비등방성을 이해하는데 매우 중요하다고 사료된다. 결정격자에 원자 모멘트의 짝지음을 나타내는 분자장 이론은 상자기성과 반자기성 광물의Curie-Weiss 온도를 정량적으로 설명한다. 동등한 자기 원자들로 구성된 상자기성 광물의 임계온도 성질을 정성적으로 이해할 수 있다. 국지 분자장이 계산과 개념을 간략하게 하는데 필수적이다. 이러한 간략성을 유지하기 위하고 구조적으로 빈약한 자기계들처럼 하나의 단위세포에서 비등가 자기원자로 구성된 실질적인 자기구조를 고려하기 위하여, 각각 자기적 위치에서 다른 국지 결정장 환경을 포함하는 Curie-Weiss 온도의 일반 구조를 얻기 위하여 분자장 이론을 확장하였다. 여기에서 비등가 자기원자들의 Curie-Weiss 온도를 계산을 위한 실질적인 관계식을 유도하였다. 스핀 교환과 초교환 상호작용을 파라미터를 가진 주어진 격자에 대하여 부격자 모델을 이용하였다. 스핀 교환과 초교환 자기상호작용 파라미터는 밀도함도 계산의 매핑분석으로부터 얻은 것을 사용하였다.
Many properties of inorganic compounds are sensitive to changes in point defect concentrations. In minerals such changes are influenced by temperature, pressure, and chemical composition, including water and other impurities. Olivines form one important class of minerals. These minerals are magnesiu...
Many properties of inorganic compounds are sensitive to changes in point defect concentrations. In minerals such changes are influenced by temperature, pressure, and chemical composition, including water and other impurities. Olivines form one important class of minerals. These minerals are magnesium-rich solid solutions that contain the orthosilicates forsterite (Mg2SiO4) and fayalite, Fe2SiO4. Orthosilicates have an orthorhombic crystal structure and anisotropic electronic and ionic transport properties related to this structure. The subject of this article is the anisotropy of the electrical conductivity of Fe2SiO4. A key issue for fayalite and other transition metal-containing orthosilicates is to better understand the factors governing the anisotropic electron transport within the lattice. Assuming that the electronic conduction in Fe2SiO4 occurs via a small polaron hopping mechanism, the anisotropy of the electrical conductivity of fayalite is investigated by using a spin dimer analyses based on extended Huckel tight-binding calculations. It was found that the calculated electron transfer integrals of 4 different kinds of spin dimers, which originate from iron ions that are present on 2 different types of iron sites in Fe2SiO4, explain the anisotropy of the electrical conductivity very well. Therefore, spin dimer-based calculations are expected to be very important for understanding the anisotropy of the electrical conductivity of other transition metal-containing orthosilicates.
Many properties of inorganic compounds are sensitive to changes in point defect concentrations. In minerals such changes are influenced by temperature, pressure, and chemical composition, including water and other impurities. Olivines form one important class of minerals. These minerals are magnesium-rich solid solutions that contain the orthosilicates forsterite (Mg2SiO4) and fayalite, Fe2SiO4. Orthosilicates have an orthorhombic crystal structure and anisotropic electronic and ionic transport properties related to this structure. The subject of this article is the anisotropy of the electrical conductivity of Fe2SiO4. A key issue for fayalite and other transition metal-containing orthosilicates is to better understand the factors governing the anisotropic electron transport within the lattice. Assuming that the electronic conduction in Fe2SiO4 occurs via a small polaron hopping mechanism, the anisotropy of the electrical conductivity of fayalite is investigated by using a spin dimer analyses based on extended Huckel tight-binding calculations. It was found that the calculated electron transfer integrals of 4 different kinds of spin dimers, which originate from iron ions that are present on 2 different types of iron sites in Fe2SiO4, explain the anisotropy of the electrical conductivity very well. Therefore, spin dimer-based calculations are expected to be very important for understanding the anisotropy of the electrical conductivity of other transition metal-containing orthosilicates.
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