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Martínez González, Jose ángelAutor (correspondencia)

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1 de abril de 2022
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Artículo
Sí

Multiscale Computational Simulation of Amorphous Silicates' Structural, Dielectric, and Vibrational Spectroscopic Properties

Publicado en: Minerals. 8 (8): 353- - 2018-08-15 8(8), DOI: 10.3390/min8080353

Autores: Angel Martinez-Gonzalez, Jose; Navarro-Ruiz, Javier; Rimola, Albert

Afiliaciones

BIST, Ave Paisos Catalans 16, Tarragona 43007, Spain - Autor o Coautor
ICIQ, Inst Chem Res Catalonia, Ave Paisos Catalans 16, Tarragona 43007, Spain - Autor o Coautor
STFC Rutherford Appleton Lab, Isis Neutron & Muon Source, Harwell Sci & Innovat Campus, Didcot OX11 0QX, Oxon, England - Autor o Coautor
Univ Autonoma Barcelona, Dept Quim, Bellaterra 08193, Republic Of Cat, Spain - Autor o Coautor
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Resumen

Silicates are among the most abundant and important inorganic materials, not only in the Earth's crust, but also in the interstellar medium in the form of micro/nanoparticles or embedded in the matrices of comets, meteorites, and other asteroidal bodies. Although the crystalline phases of silicates are indeed present in nature, amorphous forms are also highly abundant. Here, we report a theoretical investigation of the structural, dielectric, and vibrational properties of the amorphous bulk for forsterite (Mg2SiO4) as a silicate test case by a combined approach of classical molecular dynamics (MD) simulations for structure evolution and periodic quantum mechanical Density Functional Theory (DFT) calculations for electronic structure analysis. Using classical MD based on an empirical partial charge rigid ionic model within a melt-quenching scheme at different temperatures performed with the GULP 4.0 code, amorphous bulk structures for Mg2SiO4 were generated using the crystalline phase as the initial guess. This has been done for bulk structures with three different unit cell sizes, adopting a super-cell approach; that is, 1 x 1 x 2, 2 x 1 x 2, and 2 x 2 x 2. The radial distribution functions indicated a good degree of amorphization of the structures. Periodic B3LYP-geometry optimizations performed with the CRYSTAL14 code on the generated amorphous systems were used to analyze their structure; to calculate their high-frequency dielectric constants (epsilon(infinity)); and to simulate their IR, Raman, and reflectance spectra, which were compared with the experimental and theoretical crystalline Mg2SiO4. The most significant changes of the physicochemical properties of the amorphous systems compared to the crystalline ones are presented and discussed (e.g., larger deviations in the bond distances and angles, broadening of the IR bands, etc.), which are consistent with their disordered nature. It is also shown that by increasing the unit cell size, the bulk structures present a larger degree of amorphization.

Palabras clave

Ab-initio simulationAmorphous mineralsCrystalline compoundsDftElectronic-structureForsterite mg2sio4Infrared reflectivityMolecular-dynamicsNanocrystalline forsteriteOlivinePeriodic simulationsPhysicochemical propertiesQuantum-mechanical simulationRaman-spectrumSuper-cell

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Minerals debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2018, se encontraba en la posición 6/19, consiguiendo con ello situarse como revista Q2 (Segundo Cuartil), en la categoría Mining & Mineral Processing. Destacable, igualmente, el hecho de que la Revista está posicionada en el Cuartil Q2 para la agencia Scopus (SJR) en la categoría Geotechnical Engineering and Engineering Geology.

Independientemente del impacto esperado determinado por el canal de difusión, es importante destacar el impacto real observado de la propia aportación.

Según las diferentes agencias de indexación, el número de citas acumuladas por esta publicación hasta la fecha 2025-12-05:

  • WoS: 9
  • Scopus: 10

Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2025-12-05:

  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 29 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

    Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

    • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.

    Análisis de liderazgo de los autores institucionales

    Este trabajo se ha realizado con colaboración internacional, concretamente con investigadores de: United Kingdom.

    Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (Martínez González, Jose Ángel) .

    el autor responsable de establecer las labores de correspondencia ha sido Martínez González, Jose Ángel.

    Reconocimientos ligados al ítem

    This research was funded by MINECO (Projects CTQ2014-60119-P and CTQ2017-89132-P) and DIUE (Projects 2014SGR482 and 2017SGR1320).