Синтез і кристалічна структура шаруватих перовськітів SrLa1–xGdxScO4
DOI:
https://doi.org/10.15407/dopovidi2022.02.075Ключові слова:
сполуки типу An 1BnO3n 1, шарувата перовськітоподібна структура, міжблокові відстані, деформація поліедрівАнотація
Визначені умови ізовалентного заміщення атомів лантану на атоми гадолінію в шаруватій перовськітоподібній структурі скандатів SrLa1–xGdxScO4 (0 ≤ x ≤ 0, 8). Методом Рітвельда визначена ромбічна (просторова група Abma) кристалічна структура фаз складу SrLa1–xGdxScO4 зі ступенями заміщення атомів лантану 0, 2, 0, 4, 0, 6 та 0, 8. Основними структурними одиницями SrLa1–xGdxScO4 є двовимірні перовськітоподібні блоки завтовшки в один шар сполучених вершинами деформованих октаедрів ScO6. Суміжні блоки розділені шаром поліедрів (Sr, La, Gd)О9. Безпосередні зв’язки Sc—O—Sc між октаедрами сусідніх блоків відсутні. Блоки зв’язані між собою за допомогою —O—(Sr, La, Gd)—O— зв’язків. Аналіз кристалохімічних параметрів синтезованих фаз показав, що внаслідок ізовалентного заміщення атомів лантану на менші атоми гадолінію в шаруватій структурі SrLa1–xGdxScO4 відбувається поступове зменшення довжини міжблокових зв’язків (Sr, La, Gd)—О2 (з 0, 2378(7) нм при х = 0 до 0, 230(1) нм при х = 0, 8). Зменшення відстані між перовськітоподібними блоками наближає будову двовимірної шаруватої перовськітоподібної структури SrLa1–xGdxScO4 до будови тривимір- ного перовськіту, що врешті призводить до її руйнування при х > 0, 8 і дає підстави для висновку, що саме цей фактор обумовлює обмеженість області твердих розчинів SrLa1–xGdxScO4 з шаруватою перовськітоподібною структурою (0 ≤ х ≤ 0, 8) та відсутність сполуки SrGdScO4. Проведено зіставлення особливостей будови ша- руватої структури ізовалентнозаміщених зразків систем SrLa1–xGdxScO4 та Sr1–xCaxLaScO4.
Завантаження
Посилання
Alexandrov, K. C. & Beznosikov, B. V. (2004). Perovskites. Present and future. Novosibirsk: Izd-vo SO RAN (in Russian).
Schaak, R. E. & Mallouk, T. E. (2002). Perovskites by design: a toolbox of solid-state reactions. Chem. Mater., 14, No. 4, pp. 1455-1471. https: //doi. org/10. 1021/cm010689m
Nirala, G., Yadav, D. & Upadhaya, S. (2020). Ruddlesden-Popper phase A2BO4 oxides: Recent studes on structure, electrical, dielectric and optical properties. J. Advanced Ceramics, 9, No 2, pp. 129-148. https: //doi. org/10. 1007/s40145-020-0365-x
Ding, P., Li, W., Zhao, H., Wu, C., Zhao, L., Dong, B. & Wang, S. (2021). Review on Ruddlesden–Popper perovskites as cathode for solid oxide fuel cells. J. Phys. Mater., 4, No. 2, 022002. https: //doi. org/10. 1088/2515-7639/abe392
Xiao, H., Liu, P., Wang, W., Ran, R., Zhou, W. & Shao, Z. (2020). Ruddlesden–Popper perovskite oxides for photocatalysis-based water splitting and wastewater treatment. Energy Fuels, 34, No. 8, pp. 9208-9221. https: //doi. org/10. 1021/acs. energyfuels. 0c02301
Kim, I. -S., Nakamura, T. & Itoh, M. (1993). Humidity sensing effects of the layered oxides SrO·(LaScO3)n (n = 1, 2, ∞). J. Ceram. Soc. Jap., 101, No. 7. pp. 800-803. https: //doi. org/10. 2109/jcersj. 101. 800
Titov, Yu., Nedilko, S. G., Chornii, V., Scherbatskii, V., Belyavina, N., Markiv, V. & Polubinskii, V. (2015). Crystal structure and luminescence of layered perovskites Sr3LnInSnO8. Solid State Phenomena, 230, pp. 67-72. https: //doi. org/10. 4028/www. scientific. net/SSP. 230. 67
Kato, S., Ogasawara, M., Sugai, M. & Nakata, S. (2002). Synthesis and oxide ion conductivity of new layered perovskite La1–xSr1+xInO4–d. Solid state ionics, 149, No. 1-2, pp. 53-57. https: //doi. org/10. 1016/S0167-2738(02)00138-8
Svensson, G., Samain, L., Biendicho, J. J., Mahmoud, A., Hermann, R. P., Istomin, S. Ya. & Grins, J. (2018). Crystal structure and coordination of B-cations in the Ruddlesden–Popper phases Sr3–xPrx(Fe1. 25Ni0. 75)O7-δ (0 ≤ x ≤ 0. 4). Inorganics, 6, No. 3, pp. 89. https: //doi. org/10. 3390/inorganics6030089
Patel, R., Simon, C. & Weller, M. T. (2007). LnSrScO4 (Ln = La, Ce, Pr, Nd and Sm) systems and structure correlations for A2BO4 (K2NiF4) structure types. J. Solid State Chem., 180, pp. 349-359. https: //doi. org/10. 1016/j. jssc. 2006. 10. 023
Titov, Y. O., Belyavina, N. M., Markiv, V. Ya., Slobodyanik, M. S., Krayevska, Ya. A. & Yaschuk, V. P. (2009). Synthesis and crystal structure of SrEuScO4. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr., No. 4, pp. 158-163 (in Ukrainian).
Titov, Y. O., Belyavina, N. M., Slobodyanik, M. S. & Chumak, V. V. (2019). Changes of the slab structure constitution of scandate SrLaScO4 at the isovalent substitution of strontium atoms. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr., No. 7, pp. 59-65 (in Ukrainian). https: //doi. org/10. 15407/dopovidi2019. 07. 059
Dashevskyi, M., Boshko, O., Nakonechna, O. & Belyavina, N. (2017). Phase transformations in equiatomic Y—Cu powder mixture at mechanical milling. Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 39, No. 4, pp. 541-552. https: // doi. org/10. 15407/mfint. 39. 04. 0541
Shannon, R. D. (1976). Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides. Acta Cryst., A32, No. 5, pp. 751-767. https: //doi. org/10. 1107/S0567739476001551
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Доповіді Національної академії наук України
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
