Predgovor

---

Oznaka: 0098027

STRUKTURA I ELEKTRIČNA RELAKSACIJA U STAKLIMA I STAKLO-KERAMICI

STRUCTURE AND ELECTRICAL RELAXATION IN GLASSES AND GLASS-CERAMICS
Voditeljica projekta: dr. sc. Andrea Moguš-Milanković

Tel. ++385 1 4561 149   e-mail: [e-mail]

Suradnici
Vesna Ličina, dipl. ing. kemije, asistentica, znanstvena novakinja (od 14.6.2005.)
Andrea Moguš-Milanković, doktorica kem. znanosti, viša znanstvena suradnica, u zvanju znanstvene savjetnice od 16.11.2005.
Ana Šantić, doktorica kem. znanosti, znanstvena novakinja u suradničkom zvanju više asistentice (od 21.12.2005.)

Vanjski suradnici
Delbert E. Day, doktor kem. znanosti, profesor emeritus, University of Missouri-Rolla, Rolla, MO, SAD (konzultant)
Signo T. Reis, doktor kem. znanosti, izvanredni profesor, University of Missouri-Rolla, Rolla, MO, SAD (konzultant)

Program rada i rezultati na projektu:

U okviru projekta istraživane su specifične strukturne promjene i električni procesi kod željeznih fosfatnih stakala dopiranih različitim koncentracijama metalnih oksida, na sustavima: PbO-Fe₂O₃-P₂O₅ i Bi₂O₃-Fe₂O₃-P₂O₅.

Električna vodljivost i dielektrična permitivnost kod Bi₂O₃-Fe₂O₃-P₂O₅ stakala ovise o količini Fe₂O₃ i koncentraciji Fe(II) iona a neovisne su o količini Bi₂O₃ u istraživanim staklima. Porastom koncentracije Fe(II) iona od 17 do 34 % u staklima koje sadrže 10 mol% Bi₂O₃, dc provodnost raste. S druge strane, kod stakala koja sadrže 20 mol% Bi₂O₃ smanjenje električne provodnosti rezultat je smanjenja koncentracije Fe₂O₃. Rezultati pokazuju da je električna vodljivost elektronska i kontrolirana je skokovima elektrona između Fe(II) i Fe(III) iona.

U okviru ovih istraživanja praćene su promjene električne provodnosti tijekom kristalizacije stakala impedancijskom spektroskopijom, što predstavlja potpuno novi pristup u istraživanju električnih svojstava materijala. Pokazano je da elektronska vodljivost u olovnim željeznim fosfatnim staklima i kristaliziranim uzorcima ovisi ne samo o koncentraciji Fe(II) iona već i o putu koji elektron prelazi unutar heterogene mreže polikristalnih uzoraka. Ova su istraživanja tijeka kristalizacije među prvima na fosfatnim staklima prijelaznih metala.

Tijekom provedbe projekta u 2005. g., voditeljica projekta je izabrana u zvanje znanstvene savjetnice.

Do 1.11.2005. g. suradnici na projektu rade u Zavodu za fiziku materijala, zatim prelaze u Centar za NMR.

Research programme and results:

Within framework of the project our activity was focused on the characterization of structural and electrical processes in iron phosphate glasses doped with metal oxides: PbO-Fe₂O₃-P₂O₅ i Bi₂O₃-Fe₂O₃-P₂O_5.

With increasing Fe(II) ion content from 17 to 34 % in the Bi₂O₃-Fe₂O₃-P₂O₅ glasses containing up to 10 mol% Bi₂O₃, the dc conductivity increases. On the other hand, the decrease in dc conductivity for the glasses with 20 mol% Bi₂O₃ is attributed to the decrease in Fe₂O₃ content from 30 to 20 mol%, which indicates that the conductivity for these glasses depends on Fe₂O₃ content. The conductivity for these glasses is independent of the Bi₂O₃ content and arises mainly from polaron hopping between Fe(II) and Fe(III) ions suggesting an electronic conduction.

The correlation between the compositional/structural changes of lead iron phosphate glasses and changes of electrical conductivity by impedance spectroscopy was investigated. The changes of electrical conductivity during crystallization process monitored by impedance spectroscopy belongs to the state-of-art investigations of glass devitrification.

---

Oznaka: 0098028

STATIKA I DINAMIKA MOLEKULSKIH KRISTALA

STATICS AND DYNAMICS OF MOLECULAR CRYSTALS
Voditelj projekta: dr. sc. Davor Kirin

Tel. ++385 1 4561 106   e-mail: [e-mail]

Suradnici
Davor Kirin, doktor fiz. znanosti, znanstveni savjetnik

Program rada i rezultati na projektu:

Na projektu ”Statika i dinamika molekulskih kristala” u 2005. godini nastavljen je rad na izučavanju fizikalnih svojstava molekulskih kristala, kako eksperimentalno (Ramanovom i NQR spektroskopijom), tako i na unapređenju računskih metoda. Posebna pažnja posvećena je usvajanju novih ab initio metoda za račun svojstava kristala, koje zamjenjuju dosadašnje metode računa svojstava kristala zasnovane na semiempirijskim (atom-atom) potencijalima.

Tokom perioda ugovorenih istraživanja započet je rad na fizikalnim svojstvima kondenziranih aromata (naftalin, antracen, tetracen, pentacen), budući da su u doba pisanja prijedloga bili u centru interesa kao novi supravodiči, laserski materijali i sl. Na žalost ispostavilo se da su gotovo svi eksperimentalni radovi na kondenziranim aromatima (niz radova u Nature i Science) bili falsificirani i da su istraživanja u tom smjeru beskorisna (poznata kao afera “Schon” po glavnom autoru tih članaka J.H Schonu).

Na taj način izgubljen je značajan dio vremena i što je rezultiralo preusmjeravanjem istraživanja na nove teme. Započeta su istraživanja fizikalnih svojstava i dinamike rešetke kristala ab initio metodom funkcionala gustoće (density functional theory).

Račun statičkih svojstava, tj. faza s najnižom energijom (ili slobodnom energijom) u ovisnosti o vanjskom tlaku i temperaturi: U 2005. godine osposobljen je kompjuterski paket ABINIT za računanje statičkih i dinamičkih svojstava kristala ab initio metodom zasnovan na metodi funkcionala gustoće i upotrebi pseudopotencijala. Za razliku od većine postojećih programa njime je moguće računati i dinamička svojstva kao i odzivne funkcije sistema (vibracijske frekvencije, optička svojstva i sl.).

Research programme and results:

On the project "Statics and dynamics of molecular crystals" in 2005. the properties of molecular solids were experimentally studied using different spectroscopic techniques (Raman and i NQR spectroscopy), as well as calculation methods (crystal energy and lattice dynamics calculations). Main goal was to implement new ab initio methods for calculation of physical properties of crystals. In that way we replaced semiempirical methods based on atom-atom intermolecular potentials.

The study of properties of condensed aromatic molecules (napthalene, antracene, tetracene, pentacene), was terminated since it turned out than most of experimental data published were a forgery. Unfortunately, it turned out that the spectacular basic experiments published in Nature, Science and other prominent journals were a fake, and that further calculations along that line is useless (it is a well known fraud known as Schon fraud, after the main author J.H Schon).

The main goal of investigations of statical properties is to find a structure with lowest energy (or enthalpy) if the pressure is different from zero. The lowest energy phase is a stable one at given pressure. In 2005. we installed and started to use computer program ABINIT which is based on the Density Functional Theory (DFT). It enables calculation of different physical properties of crystals - energy phonon frequency, optical properties, Raman intensities etc.