Dielectric and optical properties of gas hydrates and ice:  ab initio  simulation results

M. B. Yunusov; Юнусов М. Б.; R. M. Khusnutdinoff; Хуснутдинов Р. М.

doi:10.31857/S0367676523702745

Dielectric and optical properties of gas hydrates and ice: ab initio simulation results

Authors: Yunusov M.B.¹, Khusnutdinoff R.M.¹^,2
Affiliations:
1. Kazan (Volga region) Federal University
2. Udmurt Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
Issue: Vol 87, No 11 (2023)
Pages: 1580-1585
Section: Articles
URL: https://ruspoj.com/0367-6765/article/view/654557
DOI: https://doi.org/10.31857/S0367676523702745
EDN: https://elibrary.ru/GEYSCG
ID: 654557

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription or Fee Access

Abstract

The dielectric tensors ε_ik(ω), optical absorption spectra R(ω), reflection spectra a(ω) and the density of electronic states N(E) have been calculated for the lattices of gas hydrates with the structure sI and sH, as well as for ice I_h and I_II. The dependence of the dielectric permittivity on the type of guest molecules in the sI hydrate is considered.

About the authors

M. B. Yunusov

Kazan (Volga region) Federal University

Author for correspondence.
Email: mukhammadbek@mail.ru
Russia, 420008, Kazan

R. M. Khusnutdinoff

Kazan (Volga region) Federal University; Udmurt Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: mukhammadbek@mail.ru
Russia, 420008, Kazan; Russia, 426068, Izhevsk

References

Sloan E.D., Koh C.A. Clathrate hydrates of natural gases. CRC Press, 2007. 752 p.
Takeuchi F., Hiratsuka M., Ohmura R. et al. // J. Chem. Phys. 2013. V. 138. No. 12. Art. No. 124504.
Makogon Y.F. // J. Nat. Gas Sci. Eng. 2010. No. 2. P. 45.
Кузнецов Ф.А., Истомин В.А., Родионова Т.В. // Росс. хим. журн. 2003 Т. 47. № 3. С. 5.
Su F., Bray C.L., Carter B.O. et al. // Adv. Mater. 2009. V. 21. No. 23. Art. No. 2382.
Bernal J.D., Fowler R.H. // J. Chem. Phys. 1933. V. 1. No. 515. P. 420.
Fortes A.D., Wood I.G., Brodholt J.P., Vocadlo L. // J. Chem. Phys. 2003. V. 119. No. 8. Art. No. 4567.
Жданов Р.К., Белослудов В.Р., Божко Ю.Ю. и др. // Письма в ЖЭТФ. 2018. Т. 108. № 12. С. 821.
Киров М.В., Манаков А.Ю., Солодовников С.Ф. // Изв. РАН. Сер. физ. 2009. Т. 73. № 11. С. 1635; Kirov M.V., Manakov A.Y., Solodovnikov S.F. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2009. V. 73. P. 1535.
Шибков А.А., Казаков А.А., Верченов А.А., Золотов А.Е. // Изв. РАН. Сер. физ. 2007. Т. 71. № 12. С. 1699; Shibkov A.A., Kazakov A.A., Verchenov A.A., Zolotov A.E. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2007. V. 71. No. 12. P. 1656.
Van-der Waals J.H. // Trans. Faraday Soc. 1956. V. 52. P. 184.
Монаков А.Ю., Дядин Ю.А. // Росс. хим. журн. 2003. Т. 47. № 3. С. 28.
Юнусов М.Б., Хуснутдинов Р.М., Мокшин А.В. // ФТТ. 2021. Т. 63. № 2. С. 308; Yunusov M.B., Khusnutdinoff R.M., Mokshin A.V. // Phys. Solid State. 2021. V. 63. No. 2. P. 372.
Yunusov M.B., Khusnutdinoff R.M. // J. Phys. Conf. Ser. 2022. V. 2270. No. 1. Art. No. 012052.
Юнусов М.Б., Хуснутдинов Р.М. // ФТТ. 2023. Т. 65. № 2. С. 328.
Jing J.E., Chen K., Deng M. et al. // J. Asian Earth Sci. 2019. V. 171. P. 201.
Wright J.F., Nixon F.M., Dallimore S.R. // Proc. ICGH-4 (Yokohama, 2002). P. 1.
Wang Z., Yang L., Deng R. et al. // arXiv:1902.10914. 2019.
Kang H., Jung S., Koh D.Y. et al. // Chem. Phys. Lett. 2013. V. 587. P. 14.
Takeya K., Zhang C., Kawayama I. et al. // Appl. Phys. Exp. 2009. V. 2. No. 12. Art. No. 122303.
Takeya S., Ripmeester J.A. // Proc. ICGH-11 (Edinburgh, 2011). P. 1.
Kobayashi K. // J. Phys. Chem. 1983. V. 87. No. 21. P. 4317.
Артемов В.Г., Волков А.А., Сысоев Н.Н. // Изв. РАН. Сер. физ. 2018. Т. 82. № 1. С. 67; Volkov A.A., Artemov V.G., Volkov A.A., Sysoev N.N. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2018. V. 82. P. 59.
Волков А.А., Васин А.А., Волков А.А. // Изв. РАН. Сер. физ. 2020. Т. 84. № 9. С. 1241; Volkov A.A., Vasin A.A., Volkov A.A. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2020. V. 84. No. 9. P. 1053.
Hohenberg P., Kohn W. // Phys. Rev. 1964. V. 136. P. 864.
Kohn W., Sham L.J. // Phys. Rev. 1965. V. 140. P. 4A1133.
Kresse G., Furthmuller J. // Phys. Rev. 1996. V. 54. No. 16. P. 11169.
Kresse G., Joubert D. // Phys. Rev. 1999. V. 59. No. 3. P. 1758.
Perdew J.P. // In: Electronic Structures of Solids’ 91. Berlin: Akademie Verlag, 1991.
Perdew J.P., Burke K., Ernzerhof M. // Phys. Rev. Lett. 1996. V. 77. No. 18. Art. No. 3865.
Pulay P. // Chem. Phys. Lett. 1980. V. 73. No. 2. P. 393.
Ландау Л. Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М: Физматлит, 2005. 652 с.
Юнусов М.Б., Хуснутдинов Р.М. // Учен. зап. физ. фак-та. Моск. ун-та. 2022. № 4. С. 2240702.
Sun L., Zhao X., Li Y. et al. // J. Appl. Phys. 2010. V. 108. No. 9. Art. No. 093519.