Вплив ізовалентного заміщення атомів лантану в BaLa₄Ti₄O₁₅ на будову його шаруватої перовськітоподібної структури
Встановлено умови заміщення атомів La на атоми Nd у шаруватій перовськітоподібній структурі (ШПС) титанату BaLa₄Ti₄O₁₅. Методом рентгенівської дифракції порошку визначено ШПС фази BaLa₂,₅Nd₁,₅Ti₄O₁₅ зі ступенем заміщення, близьким до максимального. Аналіз будови ШПС BaLa₂,₅Nd₁,₅Ti₄O₁₅ показав, що в...
Збережено в:
| Дата: | 2018 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2018
|
| Назва видання: | Доповіді НАН України |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/141133 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Вплив ізовалентного заміщення атомів лантану в BaLa4Ti4O15 на будову його шаруватої перовськітоподібної структури / Ю.О. Тітов, Н.М. Білявина, М.С. Слободяник, М.В. Тимошенко, В.В. Чумак // Доповіді Національної академії наук України. — 2018. — № 3. — С. 104-109. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-141133 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1411332018-07-31T01:22:49Z Вплив ізовалентного заміщення атомів лантану в BaLa₄Ti₄O₁₅ на будову його шаруватої перовськітоподібної структури Тітов, Ю.О. Білявина, Н.М. Слободяник, М.С. Тимошенко, М.В. Чумак, В.В. Хімія Встановлено умови заміщення атомів La на атоми Nd у шаруватій перовськітоподібній структурі (ШПС) титанату BaLa₄Ti₄O₁₅. Методом рентгенівської дифракції порошку визначено ШПС фази BaLa₂,₅Nd₁,₅Ti₄O₁₅ зі ступенем заміщення, близьким до максимального. Аналіз будови ШПС BaLa₂,₅Nd₁,₅Ti₄O₁₅ показав, що входження атомів Nd в ШПС BaLa₄Ti₄O₁₅ призводить до збільшення ступеня деформації міжблочних поліедрів (Ва,Ln)1O₁₂ та зменшення довжини міжблочних відстаней (Ва,Ln)1 — 3O1. Обидва фактори дестабілізують ШПС і обмежують область існування твердих розчинів BaLa₄–xNdx Ti₄O₁₅ значенням х≤1,55. Определены условия замещения атомов La на атомы Nd в слоистой перовскитоподобной структуре (СПС) титаната BaLa₄Ti₄O₁₅. Методом рентгеновской дифракции порошка определена СПС фазы BaLa₂,₅Nd₁,₅Ti₄O₁₅ со степенью замещения, близкой к максимальной. Анализ строения СПС BaLa₂,₅Nd₁,₅Ti₄O₁₅ показал, что вхождение атомов Nd в СПС BaLa₄Ti₄O₁₅ приводит к увеличению степени деформации межблочных полиэдров (Ва,Ln)1O₁₂ и уменьшению длины межблочных расстояний (Ва,Ln)1 — 3O1. Оба фактора дестабилизируют СПС и ограничивают область существования твердых растворов BaLa4–xNdxTi4O15 значением х≤1,55. Conditions of the substitution of La for Nd atoms in slab perovskite-like structure (SPS) of the titanate BaLa₄Ti₄O₁₅ are determined. SPS of phase BaLa₂,₅Nd₁,₅Ti₄O₁₅ with a degree of replacement close to maximal has been determined by X-ray powder diffraction. The analysis of the constitution of SPS BaLa2.5Nd1.5Ti4O15 has shown that the insertion of Nd atoms in SPS BaLa4Ti4O15 results in an increase of the degree of deformation of interblock polyhedra (Ва,Ln)1O₁₂ and in a decrease of the length of interblock distances (Ва,Ln)1 — 3O1. Both factors destabilize SPS and limit the existence domain of solid solutions of BaLa4–xNdxTi4O15 by the value х≤1,55. 2018 Article Вплив ізовалентного заміщення атомів лантану в BaLa4Ti4O15 на будову його шаруватої перовськітоподібної структури / Ю.О. Тітов, Н.М. Білявина, М.С. Слободяник, М.В. Тимошенко, В.В. Чумак // Доповіді Національної академії наук України. — 2018. — № 3. — С. 104-109. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. 1025-6415 DOI: doi.org/10.15407/dopovidi2018.03.104 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/141133 546.43’65’824 + 548.312.3 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. Тимошенко, М.В. Чумак, В.В. Вплив ізовалентного заміщення атомів лантану в BaLa₄Ti₄O₁₅ на будову його шаруватої перовськітоподібної структури Доповіді НАН України |
| description |
Встановлено умови заміщення атомів La на атоми Nd у шаруватій перовськітоподібній структурі (ШПС) титанату BaLa₄Ti₄O₁₅. Методом рентгенівської дифракції порошку визначено ШПС фази BaLa₂,₅Nd₁,₅Ti₄O₁₅
зі ступенем заміщення, близьким до максимального. Аналіз будови ШПС BaLa₂,₅Nd₁,₅Ti₄O₁₅ показав, що входження атомів Nd в ШПС BaLa₄Ti₄O₁₅ призводить до збільшення ступеня деформації міжблочних поліедрів
(Ва,Ln)1O₁₂ та зменшення довжини міжблочних відстаней (Ва,Ln)1 — 3O1. Обидва фактори дестабілізують ШПС і обмежують область існування твердих розчинів BaLa₄–xNdx Ti₄O₁₅ значенням х≤1,55. |
| format |
Article |
| author |
Тітов, Ю.О. Білявина, Н.М. Слободяник, М.С. Тимошенко, М.В. Чумак, В.В. |
| author_facet |
Тітов, Ю.О. Білявина, Н.М. Слободяник, М.С. Тимошенко, М.В. Чумак, В.В. |
| author_sort |
Тітов, Ю.О. |
| title |
Вплив ізовалентного заміщення атомів лантану в BaLa₄Ti₄O₁₅ на будову його шаруватої перовськітоподібної структури |
| title_short |
Вплив ізовалентного заміщення атомів лантану в BaLa₄Ti₄O₁₅ на будову його шаруватої перовськітоподібної структури |
| title_full |
Вплив ізовалентного заміщення атомів лантану в BaLa₄Ti₄O₁₅ на будову його шаруватої перовськітоподібної структури |
| title_fullStr |
Вплив ізовалентного заміщення атомів лантану в BaLa₄Ti₄O₁₅ на будову його шаруватої перовськітоподібної структури |
| title_full_unstemmed |
Вплив ізовалентного заміщення атомів лантану в BaLa₄Ti₄O₁₅ на будову його шаруватої перовськітоподібної структури |
| title_sort |
вплив ізовалентного заміщення атомів лантану в bala₄ti₄o₁₅ на будову його шаруватої перовськітоподібної структури |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2018 |
| topic_facet |
Хімія |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/141133 |
| citation_txt |
Вплив ізовалентного заміщення атомів лантану в BaLa4Ti4O15 на будову його шаруватої перовськітоподібної структури / Ю.О. Тітов, Н.М. Білявина, М.С. Слободяник, М.В. Тимошенко, В.В. Чумак // Доповіді Національної академії наук України. — 2018. — № 3. — С. 104-109. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
| series |
Доповіді НАН України |
| work_keys_str_mv |
AT títovûo vplivízovalentnogozamíŝennâatomívlantanuvbala4ti4o15nabudovujogošaruvatoíperovsʹkítopodíbnoístrukturi AT bílâvinanm vplivízovalentnogozamíŝennâatomívlantanuvbala4ti4o15nabudovujogošaruvatoíperovsʹkítopodíbnoístrukturi AT slobodânikms vplivízovalentnogozamíŝennâatomívlantanuvbala4ti4o15nabudovujogošaruvatoíperovsʹkítopodíbnoístrukturi AT timošenkomv vplivízovalentnogozamíŝennâatomívlantanuvbala4ti4o15nabudovujogošaruvatoíperovsʹkítopodíbnoístrukturi AT čumakvv vplivízovalentnogozamíŝennâatomívlantanuvbala4ti4o15nabudovujogošaruvatoíperovsʹkítopodíbnoístrukturi |
| first_indexed |
2025-07-10T12:02:29Z |
| last_indexed |
2025-07-10T12:02:29Z |
| _version_ |
1837261338887323648 |
| fulltext |
104 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2018. № 3
doi: https://doi.org/10.15407/dopovidi2018.03.104
УДК 546.43’65’824 + 548.312.3
Ю.О. Тітов 1, Н.М. Білявина 1, М.С. Слободяник 1, М.В. Тимошенко 1, В.В. Чумак 2
1Київський національний університет ім. Тараса Шевченка
2 Житомирський державний університет ім. Івана Франка
E-mail: tit@univ.kiev.ua
Вплив ізовалентного заміщення атомів лантану в BaLa4Ti4O15
на будову його шаруватої перовськітоподібної структури
Представлено членом-кореспондентом НАН України М.С. Слободяником
Встановлено умови заміщення атомів La на атоми Nd у шаруватій перовськітоподібній структурі (ШПС)
титанату BaLa4Ті4O15. Методом рентгенівської дифракції порошку визначено ШПС фази BaLa2,5Nd1,5Ti4O15
зі ступенем заміщення, близьким до максимального. Аналіз будови ШПС BaLa2,5Nd1,5Ti4O15 показав, що вхо-
дження атомів Nd в ШПС BaLa4Ті4O15 призводить до збільшення ступеня деформації міжблочних поліедрів
(Ва,Ln)1O12 та зменшення довжини міжблочних відстаней (Ва,Ln)1 — 3O1. Обидва фактори дестабілізу-
ють ШПС і обмежують область існування твердих розчинів BaLa4–xNdxTi4O15 значенням х 1,55.
Ключові слова: титанат BaLa4Ti4O15, шарувата перовськітоподібна структура, порошкова рентгенів-
ська дифракція.
Наявність у титанатів AIILa4Ti4O15 (AII = Ba, Sr, Ca) з шаруватою перовськітоподібною
структурою (ШПС) комплексу цінних діелектричних властивостей [1—5] дає підставу
віднести їх до перспективних матеріалів мікрохвильової техніки. Зокрема, як показано в
[5], для AIILa4Ti4O15 (AII = Ba, Sr, Ca) значення Q·f та εr знаходяться в діапазонах 16222—
50215 ГГц і 44,7—49,1 відповідно, а температурний коефіцієнт резонансної частоти τf — у
межах від −13 до −25 ppm/°С .
Одним із шляхів регулювання характеристик оксидних сполук є ізоморфні заміщен-
ня атомів у їх структурі. Проте до цього часу синтезовані лише лантанвмісні титанати
AIILa4Ti4O15, що обмежує встановлення зв’язків склад — будова ШПС, без знання яких не-
можливий синтез нових матеріалів на основі AIILa4Ti4O15.
Мета даної роботи — дослідження впливу ізовалентного заміщення атомів лантану в
титанаті ВаLa4Ti4O15 по типу BaLa4−хNdxTi4O15 на будову ШПС.
Синтез зразків BaLa4−хNdхTi4O15 проведено термообробкою при 1570 К шихти спільно
осаджених гідроксикарбонатів за методикою, описаною в [6]. Як вихідні використані водні
розчини Ва(NO3)2, La(NO3)3, Nd(NO3)3 та TiCl4 марок „хч”.
Кристалічна структура BaLa4−хNdхTi4O15 визначена методом Рітвельда. Рентгенівські
дифракційні спектри полікристалічних зразків записано на дифрактометрі Shimadzu XRD-
© Ю.О.Тітов, Н.М.Білявина, М.С.Слободяник, М.В. Тимошенко, В.В.Чумак, 2018
105ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2018. № 3
Вплив ізовалентного заміщення атомів лантану в BaLa4Ti4O15 на будову його шаруватої ...
6000 у дискретному режимі (крок сканування 0,02°, експозиція в точці 7 с, кути 2θ = 18—83°)
на мідному фільтрованому (дуговий графітовий монохроматор перед лічильником) CuKα
випромінюванні. Початкова обробка дифрактограм, а також структурні розрахунки прове-
дено з використанням апаратно-програмного комплексу [7].
Результати рентгенівського дослідження кристалічних продуктів термообробки шихти
СОГ із співвідношеннями Ва : La : Nd : Ti = 1 : (4—x) : x : 4 показали, що фази BaLa4-xNdxTi4O15
з ШПС існують при 0 х 1,55 (рис. 1). Характер залежності об’ємів елементарних комірок
фаз BaLa4−xNdxTi4O15 із ШПС від ступеня заміщення атомів лантану відповідає закону Ве-
гарда, що дає підставу розглядати їх як обмежений ряд твердих розчинів. З перевищенням
межі ізоморфного заміщення атомів лантану відбувається розклад фаз з ШПС за схемою
BaLa4−xNdxTi4O15 → Ba(La,Nd)2Ti3O10 + (La,Nd)2TiO5.
Виходячи з встановлених умов існування фаз з ШПС в системі BaLa4−хNdxTi4O15, для
вирішення поставленої задачі нами було проведено визначення будови ШПС для фази
BaLa2,5Nd1,5Ti4O15 зі ступенем заміщення атомів лантану (х = 1,5), близьким до максималь-
но можливого (х = 1,55).
Індексування дифрактограм одержаного термообробкою шихти спільно осаджених
гідроксикарбонатів BaLa2,5Nd1,5Ti4O15 показало, що вони задовільно індексуються в триго-
нальної сингонії. Систематика погасань відбиттів, а також нелінійно-оптичні характеристи-
ки вказують на належність кристалічної структури BaLa2,5Nd1,5Ti4O15 до центросиметрич-
ної просторової групи P-3c1.
Первинну оцінку координат атомів для початкової моделі ШПС фази BaLa2,5Nd1,5Ti4O15
проведено за структурними даними для титанату BaLa4Ti4O15 (пр. гр. P-3c1) [8]. Близькість
факторів атомного розсіювання атомів Ba та La і Nd унеможливило однозначне визначення
способу їх розміщення в перовськітоподібних блоках ШПС BaLa2,5Nd1,5Ti4O15, тому уточ-
нення її структури проведено в припущенні статистичного розподілу атомів Ba та La і Nd по
позиціях у центрі (2a), у проміжній позиції (4d) та на краю блока (4d) (табл. 1). Зіставлення
експериментальних і розрахованих для такої моделі структури інтенсивностей показало їх
задовільну збіжність. Результати уточнення координатних та теплових параметрів ШПС
BaLa2,5Nd1,5Ti4O15, а також дифракційні дані наведено в табл. 1, 2 та на рис. 2, 3.
Кристалічна структура BaLa2,5Nd1,5Ti4O15 побудована з двовимірних (нескінченних у
напрямках осей Х і Y) перовськітоподібних блоків завтовшки в чотири шари, з’єднаних вер-
шинами октаедрів ТіO6 (див. рис. 2). Одна п’ята октаедричних позицій у перовськітопо-
дібному блоці вакантна. Безпосередній зв’язок між зовнішньоблочними октаедрами ТіО6
сусідніх перовськітоподібних блоків у ШПС BaLa2,5Nd1,5Ti4O15 відсутній. Блоки розділе-
ні шаром деформованих кубооктаедрів (Ва,La,Nd)1О12 і утримуються разом за допомогою
Рис. 1. Залежність об’єму елементарних комірок фаз
із ШПС складу BaLa4−хNdхТі4O15 від ступеня замі-
щення атомів лантану (значення х)
106 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2018. № 3
Ю.О. Тітов, Н.М. Білявина, М.С. Слободяник, М.В. Тимошенко, В.В. Чумак
зв’язків — O — (Ва,Lа,Nd)1 — O —. Таке розташування кубооктаедра (Ва,La,Nd)1О12 обу-
мовлює його найбільший ступінь деформації порівняно з внутрішньоблочними поліедрами
(Ва,Lа,Nd)2О12 і (Ва,Lа,Nd)3О12 в ШПС BaLa2,5Nd1,5Ti4O15 (див. табл. 2). З дванадцяти ато-
мів оксигену поліедра (Ва,La,Nd)1О12 дев’ять (шість O1 та три O2) належать до того ж бло-
ка, що і атоми (Ва,La,Nd)1, а три атоми оксигену (O1) — до сусіднього блока (див. рис. 3).
Координаційний поліедр внутрішньоблочних атомів (Ва,La,Nd)2 і (Ва,La,Nd)3 являє собою
деформований кубооктаедр (див. табл. 2). Згідно з даними [8], в ШПС BaLa4Ti4O15 має міс-
це впорядкована локалізація великих атомів барію лише у зовнішньоблочних позиціях типу
4d, чим і обумовлений найбільший розмір поліедрів (Ва,La)1О12. Враховуючи ізоструктур-
ність BaLa4Ti4O15 та BaLa2,5Nd1,5Ti4O15, можна припустити аналогічний розподіл атомів Ва
та La з Nd в ШПС останнього. На користь цього припущення свідчить найбільше значен-
Рис. 2. Кристалічна структура BaLa2,5Nd1,5Ti4O15 у вигляді октаедрів ТіО6 та атомів Ba, La, Nd (кружечки)
Рис. 3. Будова міжблочної границі в ШПС BaLa2,5Nd1,5Ti4O15 у вигляді октаедрів ТіО6 та атомів Ba, La, Nd
(сірий кружечок)
Таблиця 1. Структурні дані BaLa2,5Nd1,5Ti4O15
Позиція Атом Заповнення X Y Z
4d A1 0,2Ba + 0,8Ln 0,66667 0,33333 0,4635(3)
4d A2 0,2Ba + 0,8Ln 0,33333 0,66667 0,3592(2)
2a A3 0,2Ba + 0,8Ln 0 0 0,25
4c Ti1 1 0 0 0,4115(3)
4d Ti2 1 0,66667 0,33333 0,3027(2)
12g O1 1 0,856(3) 0,195(2) 0,547(3)
12g O2 1 0,295(2) 0,093(2) 0,344(2)
6f O3 1 0,513(2) 0 0,25
Просторова група P-3c1 (№ 165)
Періоди елементарної комірки, нм a = 0,55499(5), c = 2,2386(2)
Незалежні відбиття 138
Загальний ізотропний B фактор, нм2 0,47(4) ⋅ 10−2
Параметр текстури τ = 0,83(1), вісь текстури [001]
Фактор недостовірності Rw= 0,046
107ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2018. № 3
Вплив ізовалентного заміщення атомів лантану в BaLa4Ti4O15 на будову його шаруватої ...
Таблиця 2. Міжатомні відстані (нм) і ступінь деформації (∆) поліедрів (Ba,Ln)O12 та TiO6
в кристалічних структурах BaLa2,5Nd1,5Ti4O15 та BaLa4Ti4O15 [8]
BaLa2,5Nd1,5Ti4O15 BaLa4Ti4O15 [8]
Відстані d, нм Відстані d, нм
(Ba,La,Nd)1 – 3О1 0,245(2)* (Ba,La)1 – 3O1 0,258
(Ba,La,Nd)1 – 3O1 0,264(2) (Ba,La)1 – 3O1 0,264*
(Ba,La,Nd)1 – 3O1 0,293(3) (Ba,La)1 – 3O1 0,307
(Ba,La,Nd)1 – 3O2 0,323(3) (Ba,La)1 – 3O2 0,311
((Ba,La,Nd)1 – О)сер 0,281 ((Ba,La)1 – О)сер 0,285
Δ( Ba,La,Nd)1О12 110 ⋅ 10−4 Δ(Ba,La)1О12 72 ⋅ 10−4
(Ba,La,Nd)2 –3О1 0,263(2) (Ba,La)2 – 3O1 0,251
(Ba,La,Nd)2 –3O2 0,250(2) (Ba,La)2 – 3O2 0,253
(Ba,La,Nd)2 – 3O3 0,292(2) (Ba,La)2 – 3O3 0,292
(Ba,La,Nd)2 – 3O2 0,310(3) (Ba,La)2 – 3O2 0,307
((Ba,La,Nd)2 – О)сер 0,279 ((Ba,La)2 – О)сер 0,276
Δ( Ba,La,Nd)2О12 72 ⋅ 10−4 Δ(Ba,La)2О12 78 ⋅ 10−4
(Ba,La,Nd)3 – 3О3 0,270(2) (Ba,La)3 – 3O3 0,252
(Ba,La,Nd)3 – 6O2 0,256(3) (Ba,La)3 – 6O2 0,271
(Ba,La,Nd)3 – 3O3 0,285(2) (Ba,La)3 – 3O3 0,305
((Ba,La,Nd)3 – О)сер 0,267 ((Ba,La)3 – О)сер 0,275
Δ( Ba,La,Nd)3О12 20 ⋅ 10−4 Δ( Ba,La)3О12 48 ⋅ 10−4
Ti1 – 3O1 0,188(1) Ti1 – 3O1 0,184
Ti1 – 3O2 0,209(2) Ti1 – 3O2 0,214
(Ti1 – O)сер 0,199 (Ti1 – O) сер 0,199
ΔTi1О6 28 ⋅ 10−4 ΔTi1О6 57 ⋅ 10−4
Ti2 – 3O2 0,203(2) Ti2 – 3O2 0,191
Ti2 – 3O3 0,199(1) Ti2 – 3O3 0,201
(Ti2 – O)сер 0,201 (Ti2 – O) сер 0,196
ΔTi2О6 1 ⋅ 10−4 ΔTi2О6 7 ⋅ 10−4
* Міжблочні відстані.
ня середньої довжини відстані ((Ba,La,Nd)1 — О)сер серед таких для міжблочних поліедрів
(Ва,La,Nd)О12 в ШПС BaLa2,5Nd1,5Ti4O15 (див. табл. 2).
Аналіз кристалографічних характеристик фази BaLa2,5Nd1,5Ti4O15 зі ступенем заміщен-
ня атомів лантану, близьким до максимального, та незаміщеного титанату BaLa4Ti4O15 по-
казав, що входження в А-позицію ШПС титанату BaLa4Ti4O15 менших, ніж атом лантану,
атомів неодиму зумовлює такі зміни в її будові:
• значно скорочується довжина міжблочних зв’язків (Ba,Ln)1 –3О1;
• істотно зростає ступінь деформації міжблочних поліедрів (Ва,Ln)1О12 (див. табл. 2).
Зменшення відстані між перовськітоподібними блоками наближає будову двовимірної
ШПС до будови тривимірного, термодинамічно більш стабільного перовськіту, а збільшен-
ня ступеня деформації міжблочних поліедрів (Ва,La,Nd)1О12 призводить до зростання на-
108 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2018. № 3
Ю.О. Тітов, Н.М. Білявина, М.С. Слободяник, М.В. Тимошенко, В.В. Чумак
пруженості в міжблочному просторі ШПС. Такий характер структурних змін у будові ШПС
фази BaLa2,5Nd1,5Ti4O15 сприяє дестабілізації ШПС і дає підстави для висновку, що саме
ці фактори обумовлюють обмеженість області твердих розчинів BaLa4−хNdхTi4O15 (0 х
1,55) з ШПС.
Таким чином, у даній роботі встановлено область існування та природу фаз BaLa4−хNdхTi4O15
з ШПС та визначено будову ШПС фази BaLa2,5Nd1,5Ti4O15. На підставі аналізу одержаних
результатів виявлено характер впливу ізовалентного заміщення атомів лантану в ШПС ти-
танату BaLa4Ti4O15 на ступінь деформації міжблочних поліедрів (Ва,Ln)О12 та на довжину
міжблочних зв’язків (Ba,Ln) – О.
ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
1. Sebastian M. T. Dielectric Materials for Wireless Communication. Oxford: Elsevier, 2008. 671 p.
2. Lichtenberg F., Herrnberge A., Wiedenmann K. Synthesis, structural, magnetic and transport properties of lay-
ered perovskite-related titanates, niobates and tantalates of the type AnBnO3n+2, AIAk-1BkO3k+1 and AmBm-1O3m.
Progr. Solid State Chem. 2008. 36, № 4. P. 253—387. doi: https://doi.org/10.1016/j.progsolidstchem.2008.10.
001
3. Pei J., Yue Z., Zhao F., Li W., Gui Z., Li L. Preparation and characterization of citrate sol-gel derived CaLa4Ti4O15
microwave dielectric ceramics. Key Eng. Mater. 2008. 368-372. P. 167—169. doi: https://doi.org/10.4028/www.
scientific.net/KEM.368-372.167
4. Li X., Zheng X., Liang B., Tang D., Zhang X. Synthesis and properties of CaLa4Ti4O15 microwave dielectric
ceramics. J. Chin. Ceram. Soc. 2008. 36, № 12. P. 1695—1699.
5. Jawahar I.N., Santha N.I., Sebastian M.T., Mohanan P. Microwave dielectric properties of MO – La2O3 – TiO2
(M = Ca, Sr, Ba) ceramics. J. Mater. Res. 2002. 17, № 12. P. 3084—3089.
6. Titov Yu.A., Slobodyanik N. S., Polubinskii V. V. Mechanisms for the formation of laminar titanates AII
n-4La4Tin-1O3n
from coprecipitated component systems. Theor. Exp. Chem. 2012. 48, № 3. P. 189—193.
7. Марків В.Я., Бєлявіна Н.М. Апаратно-програмний комплекс для дослідження полікристалічних речо-
вин за їх дифракційними спектрами. Конструкційні та функціональні матеріали: Тези доп. Другої між-
нар. наук. конф. (Львів, 14—16 жовт. 1997). Львів: Вид-во наук. тов-ва ім. Т.Г. Шевченка, 1997. С. 260—
261.
8. Teneze N., Mercurio D., Trolliard G., Frit B. Cation-deficient perovskite-related compounds (Ba,La)nTin–1O3n
(n = 4, 5, and 6): a Rietveld refinement from neutron powder diffraction data. Mat. Res. Bull. 2000. 35, № 10. P. 1603—
1614.
Надійшло до редакції 14.07.2017
REFERENCES
1. Sebastian, M. T. (2008). Dielectric Materials for Wireless Communication. Oxford: Elsevier.
2. Lichtenberg, F., Herrnberge, A. & Wiedenmann, K. (2008). Synthesis, structural, magnetic and transport prop-
erties of layered perovskite-related titanates, niobates and tantalates of the type AnBnO3n+2, AIAk-1BkO3k+1 and
AmBm-1O3m. Progr. Solid State Chem., 36, No. 4, pp. 253-387. doi: https://doi:10.1016/j.progsolidstchem.2008.10.
001
3. Pei, J., Yue, Z., Zhao, F., Li, W., Gui, Z. & Li, L. (2008). Preparation and characterization of citrate sol-gel de-
rived CaLa4Ti4O15 microwave dielectric ceramics. Key Eng. Mater., 368-372, pp. 167-169. doi: https://doi.
org/10.4028/www.scientific.net/KEM.368-372.167
4. Li, X., Zheng, X., Liang, B., Tang, D. & Zhang, X. (2008). Synthesis and properties of CaLa4Ti4O15 microwave
dielectric ceramics. J. Chin. Ceram. Soc., 36, No. 12, pp. 1695-1699.
5. Jawahar, I. N., Santha, N. I., Sebastian, M. T. & Mohanan, P. (2002). Microwave dielectric properties of MO –
La2O3 – TiO2 (M = Ca, Sr, Ba) ceramics. J. Mater. Res., 17, No. 12, pp. 3084-3089.
6. Titov, Yu. A., Slobodyanik, N. S. & Polubinskii, V. V. (2012). Mechanisms for the formation of laminar titanates
AII
n-4La4Tin-1O3n from coprecipitated component systems. Theor. Exp. Chem., 48, No. 3, pp. 189-193.
109ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2018. № 3
Вплив ізовалентного заміщення атомів лантану в BaLa4Ti4O15 на будову його шаруватої ...
7. Markiv, V. & Belyavina, N. (1997, October). Hardware - program complex for research of polycrystalline sub-
stances on them diffraction spectra. Proceedings of the 2nd International Scientific Conference of Engineering
and Functional Materials, (pp. 260-261), Lviv: Taras Shevchenko Scientific Society (in Ukrainian).
8. Teneze, N., Mercurio, D., Trolliard, G. & Frit, B. (2000). Cation-deficient perovskite-related compounds
(Ba,La)nTin–1O3n (n = 4, 5, and 6): a Rietveld refinement from neutron powder diffraction data. Mat. Res. Bull.,
35, No. 10, pp. 1603-1614.
Received 14.07.2017
Ю.А.Титов 1, Н.Н.Белявина 1, Н.С.Слободяник 1, М.В.Тимошенко 1, В.В.Чумак 2
1 Киевский национальный университет им. Тараса Шевченко
2 Житомирский государственный университет им. Ивана Франко
E-mail: tit@univ.kiev.ua
ВЛИЯНИЕ ИЗОВАЛЕНТНОГО ЗАМЕЩЕНИЯ АТОМОВ ЛАНТАНА В BaLa4Ti4O15
НА СТРОЕНИЕ ЕГО СЛОИСТОЙ ПЕРОВСКИТОПОДОБНОЙ СТРУКТУРЫ
Определены условия замещения атомов La на атомы Nd в слоистой перовскитоподобной структуре (СПС)
титаната BaLa4Ті4O15. Методом рентгеновской дифракции порошка определена СПС фазы BaLa2,5Nd1,5Ti4O15
со степенью замещения, близкой к максимальной. Анализ строения СПС BaLa2,5Nd1,5Ti4O15 показал, что
вхождение атомов Nd в СПС BaLa4Ті4O15 приводит к увеличению степени деформации межблочных по-
лиэдров (Ва,Ln)1O12 и уменьшению длины межблочных расстояний (Ва,Ln)1 — 3O1. Оба фактора деста-
билизируют СПС и ограничивают область существования твердых растворов BaLa4–xNdxTi4O15 значени-
ем х 1,55.
Ключевые слова: титанат BaLa4Ti4O15, слоистая перовскитоподобная структура, порошковая рентге-
новская дифракция.
Y.A.Titov 1, N.M. Belyavina 1, M.S.Slobodyanik 1, M.V.Timoschenko 1, V.V.Chumak 2
1 Taras Shevchenko National University of Kiev
2 Zhytomyr Ivan Franko State University
E-mail: tit@univ.kiev.ua
INFLUENCE OF THE ISOVALENT SUBSTITUTION OF LA ATOMS IN BaLa4Ti4O15
ON THE CONSTITUTION OF ITS SLAB PEROVSKITE-LIKE STRUCTURE
Conditions of the substitution of La for Nd atoms in slab perovskite-like structure (SPS) of the titanate
BaLa4Ті4O15 are determined. SPS of phase BaLa2,5Nd1,5Ti4O15 with a degree of replacement close to maximal has
been determined by X-ray powder diffraction. The analysis of the constitution of SPS BaLa2.5Nd1.5Ti4O15 has
shown that the insertion of Nd atoms in SPS BaLa4Ti4O15 results in an increase of the degree of deformation of
interblock polyhedra (Ва,Ln)1O12 and in a decrease of the length of interblock distances (Ва,Ln)1 — 3O1. Both
factors destabilize SPS and limit the existence domain of solid solutions of BaLa4–xNdxTi4O15 by the value х
1.55.
Keywords: titanate BaLa4Ti4O15, slab perovskite-like structure, X-ray powder diffraction.
|