Кристалічна структура ізовалентно заміщених шаруватих індатів Ba₁₋xSrxLa₂In₂O₇
Встановлено умови ізовалентного заміщення атомів Ba в шаруватій перовськітоподібній структурі (ШПС) BaLa₂In₂O₇ по типу Ba₁₋x SrxLa₂In₂O₇ (0 6 x 6 0,75). Методом рентгенівської дифракції на порошку визначено ШПС індатів Ba₁₋x SrxLa₂In₂O₇ (x = 0,2, 0,5 і 0,7). Установлено належність ШПС Ba₁₋x SrxLa₂In...
Gespeichert in:
| Datum: | 2016 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2016
|
| Schriftenreihe: | Доповіді НАН України |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/104783 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Кристалічна структура ізовалентно заміщених шаруватих індатів Ba₁₋xSrxLa₂In₂O₇ / Ю.О. Тітов, Н.М. Білявина, М.С. Слободяник, В.В. Чумак // Доповіді Національної академії наук України. — 2016. — № 6. — С. 95-102. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-104783 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1047832017-11-07T16:18:27Z Кристалічна структура ізовалентно заміщених шаруватих індатів Ba₁₋xSrxLa₂In₂O₇ Тітов, Ю.О. Білявина, Н.М. Слободяник, М.С. Чумак, В.В. Хімія Встановлено умови ізовалентного заміщення атомів Ba в шаруватій перовськітоподібній структурі (ШПС) BaLa₂In₂O₇ по типу Ba₁₋x SrxLa₂In₂O₇ (0 6 x 6 0,75). Методом рентгенівської дифракції на порошку визначено ШПС індатів Ba₁₋x SrxLa₂In₂O₇ (x = 0,2, 0,5 і 0,7). Установлено належність ШПС Ba₁₋x SrxLa₂In₂O₇ до структурного типу SrLa₂Sc₂O₇ (пр. гр. Fmmm) та виявлено взаємозв’язки склад — будова ШПС. Показано, що збiльшення вмiсту стронцiю в ШПС Ba₁₋x SrxLa₂In₂O₇ пiдвищує ступiнь деформацiї мiжблочних полiедрiв AO₉ i зменшує довжину мiжблочної вiдстанi A(2)−O(2) в ШПС Ba₁₋x SrxLa₂In₂O₇. Установлены условия изовалентного замещения атомов Ba в слоистой перовскитоподобной структуре (СПС) BaLa₂In₂O₇ по типу Ba₁₋x SrxLa₂In₂O₇ (0 6 x 6 0,75). Методом рентгеновской дифракции на порошке определена СПС индатов Ba₁₋x SrxLa₂In₂O₇ (x= 0,2, 0,5 и 0,7). Установлена принадлежность СПС Ba₁₋x SrxLa₂In₂O₇ к структурному типу SrLa₂Sc₂O₇ (пр. гр. Fmmm) и выявлены взаимосвязи состав — строение СПС. Показано, что увеличение содержания стронция в СПС Ba₁₋x SrxLa₂In₂O₇ повышает степень деформации межблочных полиэдров AO₉ и уменьшает длину межблочного расстояния A(2)−O(2) в СПС Ba₁₋x SrxLa₂In₂O₇. Conditions of isovalent substitution of barium atoms in layered perovskite-like structure (LPS) of BaLa₂In₂O₇ by the type Ba₁₋x SrxLa₂In₂O₇ (0 6 x 6 0.75) are determined. The LPS of indates Ba₁₋x SrxLa₂In₂O₇(x = 0.2, 0.5, and 0.7) are determined by X-ray powder diffraction. It is found that the LPS of Ba₁₋x SrxLa₂In₂O₇ belongs to the SrLa₂Sc₂O₇-type structure (sp. gr. Fmmm), and the interrelations composition — constitution of LPS are determined. It is shown that the increase of the strontium content in LPS Ba₁₋x SrxLa₂In₂O₇ increases a degree of deformation of interblock polyhedra AO₉ and decreases the length of the interblock distance A(2)−O(2) in LPS Ba₁₋x SrxLa₂In₂O₇. 2016 Article Кристалічна структура ізовалентно заміщених шаруватих індатів Ba₁₋xSrxLa₂In₂O₇ / Ю.О. Тітов, Н.М. Білявина, М.С. Слободяник, В.В. Чумак // Доповіді Національної академії наук України. — 2016. — № 6. — С. 95-102. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. 1025-6415 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/104783 546.431′42′654′682 uk Доповіді НАН України Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Хімія Хімія |
| spellingShingle |
Хімія Хімія Тітов, Ю.О. Білявина, Н.М. Слободяник, М.С. Чумак, В.В. Кристалічна структура ізовалентно заміщених шаруватих індатів Ba₁₋xSrxLa₂In₂O₇ Доповіді НАН України |
| description |
Встановлено умови ізовалентного заміщення атомів Ba в шаруватій перовськітоподібній структурі (ШПС) BaLa₂In₂O₇ по типу Ba₁₋x SrxLa₂In₂O₇ (0 6 x 6 0,75). Методом рентгенівської дифракції на порошку визначено ШПС індатів Ba₁₋x SrxLa₂In₂O₇ (x = 0,2, 0,5 і 0,7). Установлено належність ШПС Ba₁₋x SrxLa₂In₂O₇ до структурного типу
SrLa₂Sc₂O₇ (пр. гр. Fmmm) та виявлено взаємозв’язки склад — будова ШПС. Показано,
що збiльшення вмiсту стронцiю в ШПС Ba₁₋x SrxLa₂In₂O₇ пiдвищує ступiнь деформацiї
мiжблочних полiедрiв AO₉ i зменшує довжину мiжблочної вiдстанi A(2)−O(2) в ШПС
Ba₁₋x SrxLa₂In₂O₇. |
| format |
Article |
| author |
Тітов, Ю.О. Білявина, Н.М. Слободяник, М.С. Чумак, В.В. |
| author_facet |
Тітов, Ю.О. Білявина, Н.М. Слободяник, М.С. Чумак, В.В. |
| author_sort |
Тітов, Ю.О. |
| title |
Кристалічна структура ізовалентно заміщених шаруватих індатів Ba₁₋xSrxLa₂In₂O₇ |
| title_short |
Кристалічна структура ізовалентно заміщених шаруватих індатів Ba₁₋xSrxLa₂In₂O₇ |
| title_full |
Кристалічна структура ізовалентно заміщених шаруватих індатів Ba₁₋xSrxLa₂In₂O₇ |
| title_fullStr |
Кристалічна структура ізовалентно заміщених шаруватих індатів Ba₁₋xSrxLa₂In₂O₇ |
| title_full_unstemmed |
Кристалічна структура ізовалентно заміщених шаруватих індатів Ba₁₋xSrxLa₂In₂O₇ |
| title_sort |
кристалічна структура ізовалентно заміщених шаруватих індатів ba₁₋xsrxla₂in₂o₇ |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2016 |
| topic_facet |
Хімія |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/104783 |
| citation_txt |
Кристалічна структура ізовалентно заміщених шаруватих індатів Ba₁₋xSrxLa₂In₂O₇ / Ю.О. Тітов, Н.М. Білявина, М.С. Слободяник, В.В. Чумак // Доповіді Національної академії наук України. — 2016. — № 6. — С. 95-102. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. |
| series |
Доповіді НАН України |
| work_keys_str_mv |
AT títovûo kristalíčnastrukturaízovalentnozamíŝenihšaruvatihíndatívba1xsrxla2in2o7 AT bílâvinanm kristalíčnastrukturaízovalentnozamíŝenihšaruvatihíndatívba1xsrxla2in2o7 AT slobodânikms kristalíčnastrukturaízovalentnozamíŝenihšaruvatihíndatívba1xsrxla2in2o7 AT čumakvv kristalíčnastrukturaízovalentnozamíŝenihšaruvatihíndatívba1xsrxla2in2o7 |
| first_indexed |
2025-07-07T15:52:34Z |
| last_indexed |
2025-07-07T15:52:34Z |
| _version_ |
1837004022443147264 |
| fulltext |
http://dx.doi.org/10.15407/dopovidi2016.06.095
УДК 546.431′42′654′682
Ю.О. Тiтов1, Н. М. Бiлявина1,
член-кореспондент НАН України М.С. Слободяник1, В. В. Чумак2
1Київський нацiональний унiверситет iм. Тараса Шевченка
2Житомирський державний унiверситет iм. Iвана Франка
E-mail: tit@univ.kiev.ua
Кристалiчна структура iзовалентно замiщених
шаруватих iндатiв Ba1−xSrxLa2In2O7
Встановлено умови iзовалентного замiщення атомiв Ba в шаруватiй перовськiтоподi-
бнiй структурi (ШПС) BaLa2In2O7 по типу Ba1−xSrxLa2In2O7 (0 6 x 6 0,75). Методом
рентгенiвської дифракцiї на порошку визначено ШПС iндатiв Ba1−xSrxLa2In2O7 (x =
= 0,2, 0,5 i 0,7). Установлено належнiсть ШПС Ba1−xSrxLa2In2O7 до структурного типу
SrLa2Sc2O7 (пр. гр. Fmmm) та виявлено взаємозв’язки склад — будова ШПС. Показано,
що збiльшення вмiсту стронцiю в ШПС Ba1−xSrxLa2In2O7 пiдвищує ступiнь деформацiї
мiжблочних полiедрiв AO9 i зменшує довжину мiжблочної вiдстанi A(2)−O(2) в ШПС
Ba1−xSrxLa2In2O7.
Ключовi слова: шарувата перовськiтоподiбна структура, iзоморфне замiщення, поро-
шкова рентгенiвська дифракцiя.
Серед представникiв сiмейства Руддлесдена–Поппера загального складу An+1BnO3n+1 iз
шаруватою перовськiтоподiбною структурою (ШПС) особливу увагу привертають спо-
луки зi значною розмiрною невiдповiднiстю А- i В-пiдграток їх ШПС [1, 2], оскiльки
бiльшiсть властивостей оксидних функцiональних матерiалiв обумовлена деформацiєю їх
кристалiчної структури. До таких сполук належать нечисленнi iндати загального складу
AIILnnInnO3n+1 [3], в А-позицiї ШПС яких знаходяться катiони лужноземельних металiв
та РЗЕ, а у В-позицiї ШПС розташованi великi катiони In3+.
Одним iз шляхiв регулювання властивостей сполук типу An+1BnO3n+1 є iзоморфнi за-
мiщення атомiв в їх ШПС. На сьогоднi досить детально встановлена протяжнiсть областей
з ШПС в рядах одно- i двошарових сполук типу AIILnnBIII
n O3n+1 залежно вiд розмiрiв
атомiв РЗЕ [3], тодi як данi щодо меж iзовалентного замiщення атомiв лужноземельних
металiв в їх ШПС практично вiдсутнi.
Мета даної роботи — визначення умов iзовалентного замiщення атомiв Ba в ШПС
BaLa2In2O7 по типу Ba1−xSrxLa2In2O7 та дослiдження його впливу на особливостi будо-
ви двошарової ШПС iндатiв Ba1−xSrxLa2In2O7.
Полiкристалiчнi зразки Ba1−xSrxLa2In2O7 одержано послiдовною термообробкою
(1170 K 5 год, 1570 К 3 + 3 год) спiльнозакристалiзованих солей. Як вихiднi речовини
використовувалися: La(NO3)3, In(NO3)3, Sr(NO3)2 та BaАс2 марок ”хч” i ”чда”. Рентгенiв-
ськi дифракцiйнi спектри записано на дифрактометрi ДРОН-3 у дискретному режимi (крок
сканування 0,03◦, експозицiя в точцi 5 с) на мiдному фiльтрованому випромiнюваннi. Управ-
лiння процесом зйомки та збором iнформацiї, початкова обробка дифрактограм, а також
структурнi розрахунки виконано з використанням апаратно-програмного комплексу [4].
© Ю.О. Тiтов, Н. М. Бiлявина, М.С. Слободяник, В. В. Чумак, 2016
ISSN 1025-6415 Доп. НАН України, 2016, №6 95
Рис. 1. Залежнiсть об’єму елементарної комiрки ШПС Ba1−xSrxLa2In2O7 вiд ступеня замiщення атомiв Ba
(значення x)
Дослiдження меж iзовалентного замiщення атомiв Ba на атоми Sr в ШПС BaLa2In2O7
по типу Ba1−xSrxLa2In2O7 показало iснування широкої (0 6 x 6 0,75) областi фаз з ШПС
(рис. 1). Лiнiйний характер залежностi V = f(x) дає пiдставу розглядати їх як обмежений
ряд твердих розчинiв з ШПС.
За об’єкти дослiдження впливу iзовалентного замiщення атомiв лужноземельного мета-
лу на особливостi будови ШПС були вибранi фази складу Ba1−xSrxLa2In2O7 з x = 0,2, 0,5
i 0,7. Дифрактограми Ba0,8Sr0,2La2In2O7, Ba0,5Sr0,5La2In2O7 та Ba0,3Sr0,7La2In2O7 виявили-
ся подiбними до дифрактограм двошарових BaLa2In2O7 (пр. гр. P42/mnm [5]) та SrLa2Sc2O7
(пр. гр. Fmmm [6]), а їх iндексування показало належнiсть ШПС Ba1−xSrxLa2In2O7 (x = 0,5
i 0,7) до ромбiчної сингонiї. Систематика погасань вiдбиттiв на їх дифрактограмах вiд-
повiдає центросиметричнiй просторовiй групi Fmmm. Дифрактограма Ba0,8Sr0,2La2In2O7
(x = 0,2), аналогiчно дифрактограмi незамiщеного iндату BaLa2In2O7, задовiльно iндексу-
ється в тетрагональнiй сингонiї. Проте подальшi структурнi розрахунки показали нале-
жнiсть ШПС Ba0,8Sr0,2La2In2O7 до ромбiчної сингонiї, а рiзниця в величинах перiодiв a i b
її ШПС, очевидно, менша точностi їх визначення (0,003 Å).
Первинну оцiнку координатних параметрiв атомiв для початкових моделей
Ba1−xSrxLa2In2O7 (x = 0,2, 0,5 i 0,7) проведено за вiдомими структурними даними
для SrLa2Sc2O7 (пр. гр. Fmmm) [6]. Зiставлення експериментальних i розрахованих
iнтенсивностей вiдбиттiв для запропонованих моделей структури Ba1−xSrxLa2In2O7 iз
статистичним розподiлом атомiв Ba, Sr та La по А-позицiях ШПС показало їх задовiльну
збiжнiсть.
Результати уточнення координатних та теплових параметрiв структур iзовалентно замi-
щених iндатiв Ba1−xSrxLa2In2O7 та iншi структурнi данi наведенi в табл. 1 i 2 та на рис. 2.
Уточнений при розрахунку структури склад цих зразкiв у межах похибки визначення вiд-
повiдає експериментально заданому.
Згiдно з [5], розподiл атомiв Ba та La у ШПС вихiдного iндату BaLa2In2O7 є повнi-
стю впорядкованим iз локалiзацiєю великих атомiв Ba в центрi блока в полiедрах ВаО12,
а менших атомiв La на межi блока в полiедрах LaO9. Враховуючи вищевказане, нами
було проведено також уточнення початкових моделей ШПС iзовалентно замiщених фаз
Ba1−xSrxLa2In2O7 iз впорядкованим розподiлом атомiв Ba та Sr лише в центрi перовськi-
топодiбного блока (полiедр AIIO12, позицiя 4b), а атомiв La на границях блока (полiедр
LaО9, позицiя 8i).
Зiставлення значень одержаних факторiв недостовiрностi для обох типiв моделей бу-
дови ШПС iзовалентно замiщених фаз Ba1−xSrxLa2In2O7 (x = 0,2, 0,5 i 0,7) показало, що
96 ISSN 1025-6415 Dopov. Nac. akad. nauk Ukr., 2016, №6
Т
а
б
л
и
ц
я
1
.
К
р
и
ст
а
л
о
гр
а
ф
iч
н
i
д
а
н
i
B
a
0
,3
S
r 0
,7
L
a
2
In
2
O
7
,
B
a
0
,5
S
r 0
,5
L
a
2
In
2
O
7
та
B
a
0
,8
S
r 0
,2
L
a
2
In
2
O
7
(п
р
.
гр
.
F
m
m
m
)
П
о
зи
ц
iя
А
т
о
м
B
a
0
,3
S
r 0
,7
L
a
2
In
2
O
7
B
a
0
,5
S
r 0
,5
L
a
2
In
2
O
7
B
a
0
,8
S
r 0
,2
L
a
2
In
2
O
7
X
Y
Z
З
а
п
о
в
-
н
ен
н
я
X
Y
Z
З
а
п
о
в
-
н
ен
н
я
X
Y
Z
З
а
п
о
в
-
н
ен
н
я
4
b
B
a
(1
)
0
0
0
,5
0
,1
0
0
0
0
0
,5
0
,1
6
7
0
0
0
,5
0
,2
6
7
4
b
S
r(
1
)
0
0
0
,5
0
,2
3
3
0
0
0
,5
0
,1
6
7
0
0
0
,5
0
,0
6
7
4
b
L
a
(1
)
0
0
0
,5
0
,6
6
7
0
0
0
,5
0
,6
6
6
0
0
0
,5
0
,6
6
6
8
i
B
a
(2
)
0
0
0
,3
1
3
5
(3
)
0
,1
0
0
0
0
0
,3
1
5
3
(3
)
0
,1
6
7
0
0
0
,3
1
9
3
(3
)
0
,2
6
7
8
i
S
r(
2
)
0
0
0
,3
1
3
5
(3
)
0
,2
3
3
0
0
0
,3
1
5
3
(3
)
0
,1
6
7
0
0
0
,3
1
9
3
(3
)
0
,0
6
7
8
i
L
a
(2
)
0
0
0
,3
1
3
5
(3
)
0
,6
6
7
0
0
0
,3
1
5
3
(3
)
0
,6
6
6
0
0
0
,3
1
9
3
(3
)
0
,6
6
6
8
i
In
0
0
0
,0
9
7
5
(2
)
1
0
0
0
,1
0
0
5
(2
)
1
0
0
0
,1
0
6
3
(2
)
1
4
a
O
(1
)
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
8
i
O
(2
)
0
0
0
,2
1
0
(2
)
1
0
0
0
,2
0
8
(2
)
1
0
0
0
,2
0
6
(2
)
1
1
6
j
O
(3
)
0
,2
5
0
,2
5
0
,1
0
7
(2
)
1
0
,2
5
0
,2
5
0
,1
0
7
(2
)
1
0
,2
5
0
,2
5
0
,1
0
8
(2
)
1
П
ер
iо
д
и
к
р
и
ст
а
л
iч
н
о
ї
гр
а
т
к
и
,
Å
a
=
5
,8
8
2
(2
)
a
=
5
,9
1
8
(1
)
a
=
5
,9
0
0
(3
)
b
=
5
,8
7
2
(2
)
b
=
5
,8
8
7
(2
)
b
=
5
,9
0
0
(3
)
c
=
2
0
,7
5
3
(8
)
c
=
2
0
,7
8
7
(4
)
c
=
2
0
,9
6
(1
)
Ф
а
к
т
о
р
н
ед
о
ст
о
в
iр
н
о
ст
i
R
B
=
0
,0
6
0
R
B
=
0
,0
6
5
R
B
=
0
,0
6
5
R
0
=
0
,0
1
8
R
0
=
0
,0
2
6
R
0
=
0
,0
2
4
Н
ез
а
л
еж
н
i
в
iд
б
и
т
тя
9
3
9
4
9
4
З
а
га
л
ь
н
и
й
iз
о
т
р
о
п
н
и
й
0
,9
4
(5
)
0
,8
8
(6
)
0
,2
8
(5
)
B
ф
а
к
т
о
р
,
Å
2
ISSN 1025-6415 Доп. НАН України, 2016, №6 97
Т
а
б
л
и
ц
я
2
.
М
iж
а
т
о
м
н
i
в
iд
ст
а
н
i
(Å
)
та
ст
у
п
iн
ь
д
еф
о
р
м
а
ц
iї
п
о
л
iе
д
р
iв
М
еO
n
(∆
)
в
Ш
П
С
S
rL
a
2
S
c 2
O
7
[6
],
B
a
0
,3
S
r 0
,7
L
a
2
In
2
O
7
,
B
a
0
,5
S
r 0
,5
L
a
2
In
2
O
7
,
B
a
0
,8
S
r 0
,2
L
a
2
In
2
O
7
i
B
a
L
n
2
In
2
O
7
[5
]
S
rL
a
2
S
c 2
O
7
(п
р
.
гр
.
F
m
m
m
)
B
a
0
,3
S
r 0
,7
L
a
2
In
2
O
7
(п
р
.
гр
.
F
m
m
m
)
B
a
0
,5
S
r 0
,5
L
a
2
In
2
O
7
(п
р
.
гр
.
F
m
m
m
)
B
a
0
,8
S
r 0
,2
L
a
2
In
2
O
7
(п
р
.
гр
.
F
m
m
m
)
B
a
L
a
2
In
2
O
7
(п
р
.
гр
.
P
4
2
/
m
n
m
)
П
о
л
iе
д
р
(0
,5
9
S
r
+
0
,4
1
L
a
)(
1
)O
1
2
П
о
л
iе
д
р
A
(1
)O
1
2
П
о
л
iе
д
р
A
(1
)O
1
2
П
о
л
iе
д
р
A
(1
)O
1
2
П
о
л
iе
д
р
В
а
O
1
2
(0
,5
9
S
r
+
0
,4
1
L
a
)(
1
)−
O
с
е
р
2
,9
5
A
(1
)−
O
с
е
р
3
,0
1
A
(1
)−
O
с
е
р
3
,0
2
A
(1
)−
O
с
е
р
3
,0
4
B
a
−
O
с
е
р
3
,0
5
∆
3
·
1
0
−
4
∆
2
·
1
0
−
4
∆
2
·
1
0
−
4
∆
4
·
1
0
−
4
∆
7
2
·
1
0
−
4
П
о
л
iе
д
р
(0
,2
1
S
r
+
0
,7
9
L
a
)(
2
)O
9
П
о
л
iе
д
р
A
(2
)O
9
П
о
л
iе
д
р
A
(2
)O
9
П
о
л
iе
д
р
A
(2
)O
9
П
о
л
iе
д
р
L
a
O
9
(0
,2
1
S
r
+
0
,7
9
L
a
)(
2
)−
O
с
е
р
2
,7
0
A
(2
)−
O
с
е
р
2
,7
4
A
(2
)−
O
с
е
р
2
,7
5
A
(2
)−
O
с
е
р
2
,7
4
L
a
−
O
с
е
р
2
,7
7
М
iж
б
л
о
ч
н
а
в
iд
ст
а
н
ь
2
,2
2
(2
)
М
iж
б
л
о
ч
н
а
в
iд
ст
а
н
ь
2
,1
5
(2
)
М
iж
б
л
о
ч
н
а
в
iд
ст
а
н
ь
2
,2
3
(2
)
М
iж
б
л
о
ч
н
а
в
iд
ст
а
н
ь
2
,3
8
(2
)
М
iж
б
л
о
ч
н
а
в
iд
ст
а
н
ь
2
,3
0
(2
)
∆
6
8
·
1
0
−
4
∆
9
0
·
1
0
−
4
∆
8
1
·
1
0
−
4
∆
7
4
·
1
0
−
4
∆
2
3
4
·
1
0
−
4
П
о
л
iе
д
р
S
cO
6
П
о
л
iе
д
р
In
O
6
П
о
л
iе
д
р
In
O
6
П
о
л
iе
д
р
In
O
6
П
о
л
iе
д
р
In
O
6
S
c−
O
с
е
р
2
,0
7
In
−
O
с
е
р
2
,1
2
In
−
O
с
е
р
2
,1
2
In
−
O
с
е
р
2
,1
1
In
−
O
с
е
р
2
,1
6
∆
5
·
1
0
−
4
∆
2
1
·
1
0
−
4
∆
7
·
1
0
−
4
∆
6
·
1
0
−
4
∆
2
4
·
1
0
−
4
П
р
и
м
iт
к
а
.
С
т
у
п
iн
ь
д
еф
о
р
м
а
ц
iї
п
о
л
iе
д
р
iв
M
eО
n
у
к
р
и
ст
а
л
iч
н
iй
ст
р
у
к
т
у
р
i
сп
о
л
у
к
т
и
п
у
A
n
+
1
B
n
O
3
n
+
1
р
о
зр
а
х
о
в
а
н
о
за
ф
о
р
м
ул
о
ю
∆
=
1
/
n
∑
[(
R
i
−
−
R
)/
R
]2
(R
i
—
в
iд
ст
а
н
ь
М
е–
О
,
R
—
се
р
ед
н
я
в
iд
ст
а
н
ь
М
е–
О
,
n
—
к
о
о
р
д
и
н
а
ц
iй
н
е
ч
и
сл
о
)
[7
].
98 ISSN 1025-6415 Dopov. Nac. akad. nauk Ukr., 2016, №6
Рис. 2. Кристалiчна структура Ba0,8Sr0,2La2In2O7 у виглядi октаедрiв InO6 та атомiв типу А (Ва, Sr, La)
(a) та будова мiжблочної границi (полiедр АО9) в ШПС Ba0,3Sr0,7La2In2O7 (б )
значення RB дуже близькi i вiдрiзняються один вiд одного на 0,001–0,006. Такий пiдхiд не
дав обгрунтованих пiдстав для однозначного вибору способу розподiлу атомiв Ba, Sr та La
в ШПС фаз Ba1−xSrxLa2In2O7.
Кристалiчна структура Ba1−xSrxLa2In2O7 (x = 0,2, 0,5 i 0,7) є шаровою i утворена
двовимiрними (нескiнченними в напрямках осей X i Y ) перовськiтоподiбними блоками,
кожен з яких складається з двох шарiв деформованих октаедрiв InO6 (див. рис. 2, а).
Октаедри InO6 з’єднанi тiльки вершинами, причому кожний октаедр має п’ять спiльних
вершин iз сумiжними октаедрами одного i того ж блока. В напрямку дiагоналi площини
ХY сусiднi блоки змiщенi один вiдносно iншого на половину ребра перовськiтового куба
i чергуються один з одним.
Безпосереднiй зв’язок мiж октаедрами InO6 сусiднiх перовськiтоподiбних блокiв в ШПС
Ba1−xSrxLa2In2O7 вiдсутнiй. Блоки роздiленi шаром полiедрiв АО9 i утримуються разом за
допомогою зв’язкiв −O−A−O− (див. рис. 2, б ). З дев’яти атомiв оксигену полiедра АО9
вiсiм (чотири O2 та чотири О3) належать до того ж блока, що i атоми А, а один атом
оксигену (O2) належить до сусiднього блока. Довжина цього мiжблочного зв’язку A−O2
(2,15–2,38 Å) найменша серед усiх зв’язкiв полiедра АО9 i наближається до мiнiмально
вiдомих вiдстаней Ln−O (табл. 2).
Останнiй факт вказує на неможливiсть знаходження значно бiльших, нiж РЗЕ, ато-
мiв Ba в позицiї 8i мiж перовськiтоподiбними блоками та на їх локалiзацiю (аналогiчно
ШПС BaLa2In2O7 [5]) лише в позицiї 4b у великих внутрiшньоблочних пустотах перовськi-
топодiбного блока. Враховуючи недостатню кiлькiсть атомiв Ba в ШПС Ba1−xSrxLa2In2O7
для повного заповнення позицiї 4b, а також спiввiдношення розмiрiв атомiв Ba, Sr та La,
можна припустити, що склад внутрiшньоблочного кубооктаедра ШПС Ba1−xSrxLa2In2O7
буде близький до формули (Ba, Sr)O12, проте не виключена можливiсть також часткового
входження до його складу i атомiв La.
Одержанi данi показали, що замiна атомiв Ba на меншi за розмiрами атоми Sr в тетра-
гональнiй (пр. гр. P42/mnm) ШПС BaLa2In2O7 по типу Ba1−xSrxLa2In2O7 призводить до
пониження симетрiї кристалiчної гратки до ромбiчної (пр. гр. Fmmm). При цьому вiдбува-
ється досить iстотне зменшення ступеня деформацiї внутрiшньоблочних полiедрiв А(1)О12
(бiльш нiж на порядок) та зовнiшньоблочних полiедрiв А(2)О9 (в 2,5–3 рази), а значен-
ня ∆А(1)О12 i ∆А(2)О9 для Ba1−xSrxLa2In2O7 близькi до таких для SrLa2Sc2O7 (пр. гр.
Fmmm) (див. табл. 2).
Аналiз залежностей величин ступеня деформацiї полiедрiв А(1)О12, А(2)О9, InO6 та
довжини зв’язкiв метал–оксиген вiд ступеня замiщення атомiв Ba на атоми Sr в ШПС
Ba1−xSrxLa2In2O7 показав, що зi збiльшенням значення x вiдбуваються такi змiни:
ISSN 1025-6415 Доп. НАН України, 2016, №6 99
Рис. 3. Залежностi ступеня деформацiї зовнiшньоблочних полiедрiв АО9 в ШПС Ba1−xSrxLa2In2O7 (а) та
довжини мiжблочного зв’язку А(2)–О(2) в зовнiшньоблочних полiедрах АО9 ШПС Ba1−xSrxLa2In2O7 (б )
вiд ступеня замiщення атомiв Ba (значення x)
1) зростає деформацiя зовнiшньоблочних полiедрiв А(2)О9 (рис. 3, а);
2) зменшується довжина мiжблочного зв’язку A(2)−O(2) в зовнiшньоблочних полiедрах
А(2)О9 ШПС Ba1−xSrxLa2In2O7 (див. рис. 3, б ).
Перша призводить до зростання напруженостi в мiжблочному просторi ШПС
Ba1−xSrxLa2In2O7, а друга наближує будову ШПС Ba1−xSrxLa2In2O7 до будови тривимiр-
ного перовськiту. Кiнцевим результатом наростання дiї цих факторiв є руйнацiя ШПС фаз
Ba1−xSrxLa2In2O7 при x > 0,75.
Таким чином, у данiй роботi встановлено умови iзовалентного замiщення атомiв Ba
в ШПС BaLa2In2O7 по типу Ba1−xSrxLa2In2O7 та методом Рiтвельда визначено кристалi-
чну структуру трьох iзовалентно замiщених iндатiв складу Ba1−xSrxLa2In2O7 (x = 0,2, 0,5
та 0,7), проаналiзовано особливостi будови їх ШПС та встановлено взаємозв’язки склад —
будова шаруватої структури, зокрема, виявлено характер впливу вмiсту атомiв стронцiю на
ступiнь деформацiї мiжблочних полiедрiв АО9 i довжини мiжблочних вiдстаней −O−A−O−
в ШПС Ba1−xSrxLa2In2O7.
Цитована лiтература
1. Александров К.С., Безносиков Б.В. Перовскиты. Настоящее и будущее. – Новосибирск: Изд-во СО
РАН, 2004. – 231 с.
2. Schaak R. E., Mallouk T. E. Perovskites by design: a toolbox of solid-state reactions // Chem. Mater. –
2002. – 14, No 4. – P. 1455–1471.
3. Тiтов Ю.О., Слободяник М.С., Краєвська Я.А. Кристалохiмiчнi критерiї iснування сполук i фаз
Руддлесдена–Поппера типу AIILnnBIII
n O3n+1 // Укр. хим. журн. – 2012. – 78, № 5. – С. 8–13.
4. Маркiв В.Я., Бєлявiна Н.М. Апаратно-програмний комплекс для дослiдження полiкристалiчних ре-
човин за їх дифракцiйними спектрами // Тези доп. Другої мiжнар. конф. ”КФМ – 97”, 14–16 жовтня
1997 p. – Львiв: Вид-во наук. тов-ва iм. Т. Г. Шевченка, 1997. – С. 260–261.
5. Тiтов Ю.О., Бiлявина Н.М., Маркiв В.Я., Слободяник М.С., Краєвська Я.А., Ящук В.П. Синтез
та кристалiчна структура BaLn2In2O7 // Доп. НАН України. – 2010. – № 1. – С. 148–154.
6. Тiтов Ю.О., Бiлявина Н.М., Маркiв В.Я., Слободяник М.С., Краєвська Я.А., Чумак В.В. Синтез
та кристалiчна структура шаруватих скандатiв SrLn2Sc2O7 // Доп. НАН України. – 2009. – № 3. –
С. 155–161.
7. Shannon R.D. Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and
chalcogenides // Acta Cryst. – 1976. – А32, No 5. – P. 751–767.
100 ISSN 1025-6415 Dopov. Nac. akad. nauk Ukr., 2016, №6
References
1. Alexandrov K. S., Beznosikov B.V. Perovskites. The present and future, Novosibirsk: Publ. SО RАN, 2004
(in Russian).
2. Schaak R.E., Mallouk T. E. Chem. Mater., 2002, 14, No 4: 1455–1471.
3. Titov Yu.A., Slobodyanik M. S., Krayevska Ya. А. Ukr. Khim. Zh., 2012, 78, No 5: 8–13 (in Ukrainian).
4. Markiv V.Ya., Belyavina N.M. Proc. of the IInd Intern. Conf. ”КFМ-97”, Lviv 14–16 October, 1997:
260–261 (in Ukrainian).
5. Titov Yu.A., Belyavina N.M., Markiv V.Ya., Slobodyanik M. S., Krayevska Ya. А., Yaschuk V.P. Dopov.
NAN Ukraine, 2010, No 1: 148–154 (in Ukrainian).
6. Titov Yu.A., Belyavina N.M., Markiv V.Ya., Slobodyanik M. S., Krayevska Ya. А., Chumak V.V. Dopov.
NAN Ukraine, 2009, No 3: 155–161 (in Ukrainian).
7. Shannon R.D. Acta Cryst., 1976, А32, No 5: 751–767.
Надiйшло до редакцiї 06.10.2015
Ю.А. Титов1, Н.Н. Белявина1,
член-корреспондент НАН Украины Н.С. Слободяник1, В. В. Чумак2
1Киевский национальный университет им. Тараса Шевченко
2Житомирский национальный университет им. Ивана Франко
E-mail: tit@univ.kiev.ua
Кристаллическая структура изовалентно замещенных слоистых
индатов Ba1−xSrxLa2In2O7
Установлены условия изовалентного замещения атомов Ba в слоистой перовскитоподо-
бной структуре (СПС) BaLa2In2O7 по типу Ba1−xSrxLa2In2O7 (0 6 x 6 0,75). Методом
рентгеновской дифракции на порошке определена СПС индатов Ba1−xSrxLa2In2O7 (x= 0,2,
0,5 и 0,7). Установлена принадлежность СПС Ba1−xSrxLa2In2O7 к структурному типу
SrLa2Sc2O7 (пр. гр. Fmmm) и выявлены взаимосвязи состав — строение СПС. Показано,
что увеличение содержания стронция в СПС Ba1−xSrxLa2In2O7 повышает степень дефор-
мации межблочных полиэдров AO9 и уменьшает длину межблочного расстояния A(2)−O(2)
в СПС Ba1−xSrxLa2In2O7.
Ключевые слова: слоистая перовскитоподобная структура, изоморфное замещение, поро-
шковая рентгеновская дифракция.
Yu.A. Titov1, N.M. Belyavina1,
Corresponding Member of the NAS of Ukraine M.S. Slobodyanik1, V. V Chumak2
1Taras Shevchenko National University of Kiev
2Ivan Franko State University of Zhytomyr
E-mail: tit@univ.kiev.ua
Crystal structure of isovalent substituted layered indates
Ba1−xSrxLa2In2O7
Conditions of isovalent substitution of barium atoms in layered perovskite-like structure (LPS) of
BaLa2In2O7 by the type Ba1−xSrxLa2In2O7 (0 6 x 6 0.75) are determined. The LPS of indates
Ba1−xSrxLa2In2O7(x = 0.2, 0.5, and 0.7) are determined by X-ray powder diffraction. It is found
ISSN 1025-6415 Доп. НАН України, 2016, №6 101
that the LPS of Ba1−xSrxLa2In2O7 belongs to the SrLn2Sc2O7-type structure (sp. gr. Fmmm),
and the interrelations composition — constitution of LPS are determined. It is shown that the
increase of the strontium content in LPS Ba1−xSrxLa2In2O7 increases a degree of deformation of
interblock polyhedra AO9 and decreases the length of the interblock distance A(2)−O(2) in LPS
Ba1−xSrxLa2In2O7.
Keywords: layered perovskite-like structure, isomorphous substitution, X-ray powder diffraction.
102 ISSN 1025-6415 Dopov. Nac. akad. nauk Ukr., 2016, №6
|