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Trimeric Hydrogen Bond in Geometrically Frustrated Hydroxyl Cobalt Halogenides

Chinese Physics Letters 2011年第1期28卷 197-200页

作者： LIU Xiao-Dong hagihala masato ZHENG Xu-Guang TAO Wan-Jun MENG Dong-Dong ZHANG Sen-Lin GUO Qi-Xin Department of Physics Graduate School of Science and Engineering Saga University Saga 840-8502 Japan Department of Physics College of Science Tianjin Polytechnic University Tianjin 300160 Department of Physics Faculty of Science and' Engineering Saga University Saga 840-8502 Japan Synchrotron Light Application Center & Department of Electrical and Electronic Engineering Saga University Saga 840-8502 Japan

The mid-infrared absorption spectra of geometrically frustrated hydroxyl cobalt halogenides Co2 （OH）3 CI and Co2 （OH）3Br are measured by FTIR spectrometers, and the stretching vibrational modes of hydroxyl groups are found to be 3549 cm-1 and 3524 cm-1 respectively. Through finding their true terminal O II group stretching vibration frequencies, we obtain 107cm-1 and 99cm-1 red shift caused by the corresponding O-H...Cl and 0 H...Br hydrogen bonds. Rarely reported trimeric hydrogen bonds （Co3≡O H）3….C1/Br are pointed out to demonstrate the relative weakness of this kind of hydrogen bond which may have a critical effect on the lattice symmetry and magnetic structures.

关键词： Condensed matter: electrical, magnetic and optical Condensed matter: structural, mechanical & thermal

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Raman and Mid-IR Spectral Analysis of the Atacamite-Structure Hydroxyl/Deuteroxyl Nickel Chlorides Ni_(2)(OH/D)_(3)Cl

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Chinese Physics Letters 2011年第8期28卷 314-317页

作者：刘晓东萩原雅人郑旭光孟冬冬郭其新 Department of Physics Graduate School of Science and EngineeringSaga UniversitySaga 840-8502Japan Department of Physics College of ScienceTianjin Polytechnic UniversityTianjin 300160 Department of Physics Faculty of Science and EngineeringSaga UniversitySaga 840-8502Japan Synchrotron Light Application Center&Department of Electrical and Electronic Engineering Saga UniversitySaga 840-8502Japan

Vibrational spectra(Raman 4000–95 cm−1 and mid-IR 4000–400 cm−1)of the atacamite-structure Ni_(2)(OH)3Cl,including a rarely reported kind of asymmetric trimetric hydrogen bond,as a member of the geometrically frustrated material series and its deuteride Ni_(2)(OD)3Cl are,to the best of our knowledge,reported for the first time and analyzed at room *** a comparative study of four spectra according to their crystal structural parameters,we assign OH stretching modes v(OH)in a functional group region(3700–3400 cm−1)and their deformation modesδ(NiOH/D)in the correlation peak region(900–600 cm−1)with the corresponding mode frequency ratiosωv(OD)/ωv(OH)≈73%andωδ(NiOD)/ωδ(NiOH)≈75%,and further self−consistently suggest Ni-O and Ni-Cl related modes in the fingerprint region(500–200 cm^(−1) and 200–0 cm−1,respectively)by use of the unified six-ligand NiO_(5)Cl and NiO_(4)Cl_(2) *** report may contribute to the spectral analysis of other hydroxyl transition-metal halides and to the understanding of the fundamental physics of their exotic magnetic geometrical frustration property from the spectral changes around the corresponding low transition temperatures.

关键词： temperature stretching transition

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磁几何阻挫材料羟基氯化钴的中红外光谱特征

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物理学报 2011年第3期60卷 708-714页

作者：刘晓东陶万军郑旭光萩原雅人孟冬冬张森林郭其新天津工业大学理学院物理系天津300160 佐贺大学理工学部物理科学科佐贺大学理工学部电子与电气工程科和同步辐射光应用研究中心

使用3种光谱仪测量了磁几何阻挫材料羟基氯化钴Co2(OH)3Cl的中红外(4000—400cm-1)吸收光谱,筛选出确信为Co2(OH)3Cl的本征吸收峰数据,结合已知的晶体结构参数,指认了官能团和指纹区相应谱峰的来源.在指认中着重探讨了羟基伸缩振动基频... 详细信息

使用3种光谱仪测量了磁几何阻挫材料羟基氯化钴Co2(OH)3Cl的中红外(4000—400cm-1)吸收光谱,筛选出确信为Co2(OH)3Cl的本征吸收峰数据,结合已知的晶体结构参数,指认了官能团和指纹区相应谱峰的来源.在指认中着重探讨了羟基伸缩振动基频模vOH的具体实验数据,根据固体中氢键的特点,以Co3—O平均距离为基准,推算了本样品Co3—OH集团的"自由"vOH,并以此为参考数值,得到了156cm-1的本征红移,从理论上确认了本质上不可忽略的弱氢键的存在,继而发现了本物质中存在晶体材料领域极少有人报道的三聚氢键,即一个Cl离子受体与三个独立的羟基给体形成基本对称的3个氢键,并建议性地指出了该氢键的重要性所在.

关键词：红外光谱几何阻挫羟基氯化钴三聚氢键

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