Синтез та особливості будови шаруватої структури SrLa₁₋xSmxInO₄
Визначено умови заміщення атомів La на атоми Sm у шаруватій перовськітоподібній структурі (ШПС) індатів SrLa₁₋xSmxInO₄: 0 ≤ x ≤ 0,4. Методом Рітвельда визначена ромбічна (пр. гр. Pbca) кристаліч на структура фаз складу SrLa1 – xSmxInO4 з х = 0,2 і 0,4. Встановлено, що в результаті заміщення атомів...
Gespeichert in:
| Datum: | 2019 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2019
|
| Schriftenreihe: | Доповіді НАН України |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/150470 |
| 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: | Синтез та особливості будови шаруватої структури SrLa₁₋xSmxInO₄ / Ю.О. Тітов, Н.М. Білявина, М.С. Слободяник, В.В. Чумак, М.В. Тимошенко, Л.В. Томазенко // Доповіді Національної академії наук України. — 2019. — № 1. — С. 72-78. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-150470 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1504702019-04-08T01:25:28Z Синтез та особливості будови шаруватої структури SrLa₁₋xSmxInO₄ Тітов, Ю.О. Білявина, Н.М. Слободяник, М.С. Чумак, В.В. Тимошенко, М.В. Томазенко, Л.В. Хімія Визначено умови заміщення атомів La на атоми Sm у шаруватій перовськітоподібній структурі (ШПС) індатів SrLa₁₋xSmxInO₄: 0 ≤ x ≤ 0,4. Методом Рітвельда визначена ромбічна (пр. гр. Pbca) кристаліч на структура фаз складу SrLa1 – xSmxInO4 з х = 0,2 і 0,4. Встановлено, що в результаті заміщення атомів La на атоми Sm в ШПС SrLa₁₋xSmxInO₄ відбувається поступове зменшення ступеня деформації міжблочних поліедрів (Sr,La,Sm)О₉ та середньої відстані In—O в октаедрах InO₆, а також значно збіль шується довжина міжблочних зв'язків (Sr, La, Sm)—О2. Зі збільшенням відстані між перовськітоподібними блоками зменшується міцність їх зв'язування між собою, що призводить до руйнування ШПС і обмежує область твердих розчинів SrLa₁₋xSmxInO₄ з ШПС. Определены условия замещения атомов La на атомы Sm в слоистой перовскитоподобной структуре (СПС) индатов SrLa₁₋xSmxInO₄: 0 ≤ x ≤ 0,4. Методом Ритвельда определена ромбическая (пр. гр. Pbca) кристаллическая структура фаз состава SrLa₁₋xSmxInO₄ с х = 0,2 и 0,4. Установлено, что при замещении атомов La на атомы Sm в СПС SrLa₁₋xSmxInO₄ происходит постепенное уменьшение степени деформации межблочных полиэдров (Sr,La,Sm)О₉ и среднего расстояния In–O в октаэдрах InO₆, а также значительно увеличивается длина межблочных связей (Sr,La,Sm)–О2. С увеличением расстояния между перовскитоподоб ными блоками уменьшается прочность их связывания между собой, что приводит к разрушению СПС и ограничивает область твердых растворов SrLa₁₋xSmxInO₄ с СПС. The substitution conditions of La by Sm atoms in the slab perovskite-like structure (SPS) of SrLa₁₋xSmxInO₄ (0 ≤ x ≤ 0.4) indates are determined. Orthorhombic (sp. gr. Pbca) crystal structures of SrLa₁₋xSmxInO₄ phases with x = 0.2 and 0.4 are determined, by using the X-ray powder diffraction methods. Analysis of the obtained data has shown that, in a case of the substitution of La atoms by Sm atoms in SPS of SrLa₁₋xSmxInO₄, a gradual reduction of the deformation degree of interblock (Sr, La, Sm)О₉ polyhedra and the average In—O distance in InO₆ octahedra takes place. Length of (Sr, La, Sm)–О2 interblock bonds is significantly increased. Increase in the distance between perovskite-like blocks reduces a durability of their bonding. This results in the destruction of SPS and a limitation of the area of SrLa₁₋xSmxInO₄ solid solutions with SPS. 2019 Article Синтез та особливості будови шаруватої структури SrLa₁₋xSmxInO₄ / Ю.О. Тітов, Н.М. Білявина, М.С. Слободяник, В.В. Чумак, М.В. Тимошенко, Л.В. Томазенко // Доповіді Національної академії наук України. — 2019. — № 1. — С. 72-78. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. 1025-6415 DOI: doi.org/10.15407/dopovidi2019.01.072 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/150470 546.42’651’682 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. Тимошенко, М.В. Томазенко, Л.В. Синтез та особливості будови шаруватої структури SrLa₁₋xSmxInO₄ Доповіді НАН України |
| description |
Визначено умови заміщення атомів La на атоми Sm у шаруватій перовськітоподібній структурі (ШПС)
індатів SrLa₁₋xSmxInO₄: 0 ≤ x ≤ 0,4. Методом Рітвельда визначена ромбічна (пр. гр. Pbca) кристаліч на
структура фаз складу SrLa1 – xSmxInO4 з х = 0,2 і 0,4. Встановлено, що в результаті заміщення атомів La на
атоми Sm в ШПС SrLa₁₋xSmxInO₄ відбувається поступове зменшення ступеня деформації міжблочних поліедрів (Sr,La,Sm)О₉ та середньої відстані In—O в октаедрах InO₆, а також значно збіль шується довжина
міжблочних зв'язків (Sr, La, Sm)—О2. Зі збільшенням відстані між перовськітоподібними блоками зменшується міцність їх зв'язування між собою, що призводить до руйнування ШПС і обмежує область твердих
розчинів SrLa₁₋xSmxInO₄ з ШПС. |
| format |
Article |
| author |
Тітов, Ю.О. Білявина, Н.М. Слободяник, М.С. Чумак, В.В. Тимошенко, М.В. Томазенко, Л.В. |
| author_facet |
Тітов, Ю.О. Білявина, Н.М. Слободяник, М.С. Чумак, В.В. Тимошенко, М.В. Томазенко, Л.В. |
| author_sort |
Тітов, Ю.О. |
| title |
Синтез та особливості будови шаруватої структури SrLa₁₋xSmxInO₄ |
| title_short |
Синтез та особливості будови шаруватої структури SrLa₁₋xSmxInO₄ |
| title_full |
Синтез та особливості будови шаруватої структури SrLa₁₋xSmxInO₄ |
| title_fullStr |
Синтез та особливості будови шаруватої структури SrLa₁₋xSmxInO₄ |
| title_full_unstemmed |
Синтез та особливості будови шаруватої структури SrLa₁₋xSmxInO₄ |
| title_sort |
синтез та особливості будови шаруватої структури srla₁₋xsmxino₄ |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2019 |
| topic_facet |
Хімія |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/150470 |
| citation_txt |
Синтез та особливості будови шаруватої структури SrLa₁₋xSmxInO₄ / Ю.О. Тітов, Н.М. Білявина, М.С. Слободяник, В.В. Чумак, М.В. Тимошенко, Л.В. Томазенко // Доповіді Національної академії наук України. — 2019. — № 1. — С. 72-78. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
| series |
Доповіді НАН України |
| work_keys_str_mv |
AT títovûo sinteztaosoblivostíbudovišaruvatoístrukturisrla1xsmxino4 AT bílâvinanm sinteztaosoblivostíbudovišaruvatoístrukturisrla1xsmxino4 AT slobodânikms sinteztaosoblivostíbudovišaruvatoístrukturisrla1xsmxino4 AT čumakvv sinteztaosoblivostíbudovišaruvatoístrukturisrla1xsmxino4 AT timošenkomv sinteztaosoblivostíbudovišaruvatoístrukturisrla1xsmxino4 AT tomazenkolv sinteztaosoblivostíbudovišaruvatoístrukturisrla1xsmxino4 |
| first_indexed |
2025-07-13T00:11:41Z |
| last_indexed |
2025-07-13T00:11:41Z |
| _version_ |
1837488425252421632 |
| fulltext |
72 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2019. № 1
Синтез та дослідження нових сполук Рудлесдена—Попера загального складу An+1BnO3n+1
(n — число шарів октаедрів ВО6 у перовськітоподібному блоці) з шаруватою перовські то-
подібною структурою (ШПС) мають як теоретичне, так і практичне значення, оскільки спо-
лукам цього сімейства притаманний широкий спектр цінних властивостей (зокрема, таких
як люмінесцентні, резистивні, надпровідні, значний магнітоопір, сегнетоелектричні влас-
тивості, каталітична активність та інші) [1—7].
Для одношарових (n = 1) індієвмісних сполук типу А2ВО4 встановлена наявність у
AIILaInO4 іонопровідних властивостей [3], які обумовлюють перспективу їх використання
як твердих електролітів, а також люмінесцентних властивостей у Sr1,5Ln0,5In0,5Sn0,5O4 [4].
Проте обмежене число відомих одношарових індатів не давало змоги провести повноцін-
ний аналіз особливостей будови цього підкласу сполук та встановити кристалохімічні
фактори, які обумовлюють морфотропний перехід ШПС у ряду індатів AIILnInO4.
© Ю.О.Тітов, Н.М.Білявина, М.С.Слободяник, В.В.Чумак, М.В.Тимошенко, Л.В.Томазенко, 2019
doi: https://doi.org/10.15407/dopovidi2019.01.072
УДК 546.42’651’682
Ю.О.Тітов 1, Н.М.Білявина 1, М.С.Слободяник 1,
В.В.Чумак 2, М.В.Тимошенко 1, Л.В.Томазенко 1
1 Київський національний університет ім. Тараса Шевченка
2 Житомирський державний університет ім. Івана Франка
E-mail: tit@univ.kiev.ua
Синтез та особливості будови
шаруватої структури SrLa1–xSmxInO4
Представлено членом-кореспондентом НАН України М.С.Слободяником
Визначено умови заміщення атомів La на атоми Sm у шаруватій перовськітоподібній структурі (ШПС)
індатів SrLa1–xSmxInO4 : 0 x 0,4. Методом Рітвельда визначена ромбічна (пр. гр. Pbca) кристаліч на
структура фаз складу SrLa1 – xSmxInO4 з х = 0,2 і 0,4. Встановлено, що в результаті заміщення ато мів La на
атоми Sm в ШПС SrLa1–xSmxInO4 відбувається поступове зменшення ступеня деформації міжблочних по-
ліедрів (Sr,La,Sm)О9 та середньої відстані In—O в октаедрах InO6, а також значно збіль шується довжина
міжблочних зв’язків (Sr, La, Sm)—О2. Зі збільшенням відстані між перовськітоподібними блоками зменшу-
ється міцність їх зв’язування між собою, що призводить до руйнування ШПС і обмежує область твердих
розчинів SrLa1–xSmxInO4 з ШПС.
Ключові слова: індати SrLa1—xSmxInO4, шарувата перовськітоподібна структура, рентгенівська порошко-
ва дифрактометрія, ізоморфізм, тверді розчини.
73ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2019. № 1
Синтез та особливості будови шаруватої структури SrLa1–xSmxInO4
Мета даної роботи — синтез фаз SrLa1−xSmxInO4 та пошук взаємозв’язків склад—особ-
ливості будови їх ШПС.
Синтез індатів SrLa1−xSmxInO4 проводили шляхом сумісної кристалізації (випарову-
вання при інтенсивному перемішуванні) суміші водних розчинів нітратів Sr, La, Sm та In
зі співвідношенням Sr : La : Sm : In = 1 : 1 – x : x : 1 з подальшою термообробкою одержано-
го продукту на газовому пальнику для видалення основної маси оксидів нітрогену. Отри-
ма ну таким способом шихту перетирали, пресували у вигляді дисків та піддавали термо-
об робці при 1570 К до досягнення незмінного фазового складу. Як вихідні використано ніт-
рати Sr, РЗЕ та In марок “хч”.
Рентгенівські дифракційні спектри полікристалічних зразків записано на дифракто-
метрі Shimadzu XRD-6000 в дискретному режимі (крок сканування 0,02°, експозиція в
точ ці 7 с, інтервал кутів 2θ = 18 ÷ 82°) на мідному фільтрованому (дуговий графітовий
монохроматор перед лічильником) CuKα випромінюванні. Кристалічна структура одер-
жаних зразків визначена методом Рітвельда. Первинна обробка дифракційних спектрів
та структурні розрахунки виконано з використанням апаратно-програмного комплексу як
описано в [8].
Результати рентгенофазового аналізу термооброблених зразків показали, що фази
SrLa1−xSmxInO4 з ШПС існують в інтервалі значень 0 x 0,4. У випадку подальшого
зростання ступеня заміщення атомів лантану на атоми самарію в одношарових індатах
SrLa1−xSmxInO4 починається руйнування ШПС і утворення другої фази зі структурою типу
CaFe2O4, у В-позиції якої одночасно розташовані атоми Sm та In.
Виходячи із встановлених меж області існування фаз з ШПС у системі SrLa1−xSmxInO4,
для пошуку кореляцій склад–особливості будови ШПС нами визначено ШПС фаз
SrLa1−xSmxInO4 зі ступенями заміщення атомів лантану (х) рівними 0,2 та 0,4.
Дифрактограми одержаних термообробкою шихти спільно закристалізованих нітратів
фаз SrLa1−xSmxInO4 з ШПС подібні до дифрактограм SrLaInO4, а індексування показало
належність їх ШПС до ромбічної сингонії. Систематика погасань відбиттів (наявні відбит-
тя: hkl — будь-які, 0kl з k = 2n, h0l з l = 2n, hk0 з h = 2n, h00, 0k0, 00l з h,k,l = 2n) вказує на на-
лежність кристалічної структури SrLa1−xSmxInO4 з ШПС до центросиметричної просторо-
вої групи Pbca.
Рис. 1. Кристалічна структура SrLa0,8Sm0,2InO4 у вигляді октаедрів InO6 та атомів Sr, La, Sm (кружечки)
Рис. 2. Будова міжблочної границі в ШПС SrLa0,6Sm0,4InO4 у вигляді октаедрів InО6 та атомів Sr, La, Sm
(сірий кружечок)
74 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2019. № 1
Ю.О.Тітов, Н.М.Білявина, М.С.Слободяник, В.В.Чумак, М.В.Тимошенко, Л.В.Томазенко
Первинну оцінку координатних параметрів для початкових моделей ШПС фаз
SrLa1−xSmxInO4 проведено за відомими структурними даними для індату SrLaInO4 (пр.
гр. Pbca) [9]. Зіставлення експериментальних і розрахованих для таких моделей струк-
тури інтенсивностей показало їх задовільну збіжність. Результати уточнення побудова-
них в пр. гр. Pbca моделей структури SrLa1−xSmxInO4 наведені в табл. 1, 2. Встановлений у
результаті розрахунку структури склад зазначених фаз у межах похибки визначення від-
повідає експериментально заданому.
ШПС фаз SrLa1−xSmxInO4 (х = 0,2 та 0,4) побудована двовимірними (неcкінченними в
напрямках осей Y і Z) перовськітоподібними блоками завтовшки в один шар деформованих
октаедрів InO6 (значення довжини відстаней In—O знаходяться в межах від 0,202(2) до
0,220(1) нм). Блоки зсунуті один відносно іншого вздовж діагоналі площини YZ на півребра
перовськітового куба. Октаедри InO6 в перовськітоподібному блоці ШПС SrLa1−xSmxInO4
зв’язані між собою тільки вершинами і кожний октаедр InO6 має чотири спільні вершини із
сусідніми октаедрами одного і того ж блока (рис. 1). Безпосередній зв’язок між октаедрами
InO6 сусідніх перовськітоподібних блоків у ШПС SrLa1−xSmxInO4 відсутній. Блоки розді-
ле ні міжблочним шаром поліедрів (Sr, La, Sm)О9 і утримуються разом за допомогою
зв’яз ків — O—(Sr,La,Sm)—O—.
В одношаровій ШПС SrLa1−xSmxInO4 катіони Sr, La, Sm розташовані на межі перов-
ськітоподібного блока, а їх розподіл в позиції 8c має статистичний характер. З дев’яти ато-
мів оксигену поліедра (Sr,La,Sm)О9 вісім атомів (чотири O1 та чотири O2 належать до того
ж блока, що і атоми (Sr,La,Sm), а дев’ятий атом оксигену O2 є аксіальним атомом октаедра
InO6 сусіднього перовськітоподібного блока (рис. 2).
Аналіз одержаних нами даних про ШПС фаз SrLa1−xSmxInO4 та відомих даних для ін-
дату SrLaInO4 [9] показав, що заміна в А-позиції ШПС індату SrLaInO4 атомів лантану на
менші за розміром атоми самарію призводить до послідовної перебудови його ШПС. Зо-
крема, найістотніші зміни відбуваються із зовнішньоблочними поліедрами (Sr,Ln)O9,
а саме: значно збільшується довжина міжблочних зв’язків (Sr,Ln)—О2 (рис. 3, 1) та змен-
Рис. 3. Залежності довжини міжблочного зв’язку (Sr, Ln) — O2 (1) та довжини зв’язку In – O2 в октаедрах
InO6 (2) в ШПС SrLa1–xSmxInO4 від ступеня заміщення атомів лантану (значення х)
Рис. 4. Залежність ступеня деформації (Δ) поліедрів (Sr, La, Sm)О9 в ШПС SrLa1–xSmxInO4 від ступеня
заміщення атомів лантану (значення х)
75ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2019. № 1
Синтез та особливості будови шаруватої структури SrLa1–xSmxInO4
Та
бл
иц
я
1.
С
тр
ук
ту
рн
і д
ан
і S
rL
a 1−
xS
m
xI
nO
4
П
оз
иц
ія
А
то
м
З
ап
ов
-
не
нн
я
S
rL
aI
nO
4
[9
]
S
rL
a 0,
8S
m
0,
2I
nO
4
S
rL
a 0,
6S
m
0,
4I
nO
4
X
Y
Z
X
Y
Z
X
Y
Z
8c
S
r
0,
5
0,
14
54
(2
)
–
0,
01
74
(2
)
0,
97
18
(3
)
0,
14
71
(1
)
0,
98
67
(2
)
0,
96
49
(3
)
0,
14
73
(2
)
0,
99
28
(2
)
0,
95
79
(3
)
8c
L
a
{0,5
0,
14
54
(2
)
–
0,
01
74
(2
)
0,
97
18
(3
)
0,
14
71
(1
)
0,
98
67
(2
)
0,
96
49
(3
)
0,
14
73
(2
)
0,
99
28
(2
)
0,
95
79
(3
)
8c
S
m
—
—
—
0,
14
71
(1
)
0,
98
67
(2
)
0,
96
49
(3
)
0,
14
73
(2
)
0,
99
28
(2
)
0,
95
79
(3
)
4b
In
1
0,
5
0
0
0,
5
0
0
0,
5
0
0
8c
O
1
1
0,
03
2(
2)
0,
23
5(
3)
0,
22
5(
2)
0,
00
1(
2)
0,
22
9(
2)
0,
21
2(
3)
0,
03
7(
2)
0,
24
9(
3)
0,
23
0(
2)
8c
O
2
1
0,
32
7(
3)
0,
06
5(
2)
0,
04
8(
2)
0,
33
1(
3)
0,
08
2(
2)
0,
01
8(
2)
0,
34
0(
3)
0,
08
3(
2)
–
0,
03
0(
2)
П
ро
ст
ор
ов
а
гр
уп
а
P
bc
a
(№
6
1)
П
ер
іо
ди
к
ри
ст
ал
іч
но
ї
гр
ат
ки
, н
м
a
=
1,
25
94
(2
)
b
=
0,
58
74
7(
7)
c
=
0,
58
40
0(
8)
a
=
1,
25
64
(2
)
b
=
0,
58
69
5(
8)
c
=
0,
58
64
9(
7)
a
=
1,
25
14
(3
)
b
=
0,
58
49
(1
)
c
=
0,
58
67
(2
)
Н
ез
ал
еж
ні
в
ід
би
тт
я
11
6
13
2
13
2
З
аг
ал
ьн
ий
із
от
ро
пн
ий
B
ф
ак
то
р
(н
м
2 )
1,
11
(5
)
· 1
0–
2
0,
13
(3
)
· 1
0–
2
0,
68
(2
)
· 1
0–
2
Ф
ак
то
р
не
до
ст
ов
ір
но
ст
і
R
W
=
0
,0
56
R
W
=
0
,0
47
R
W
=
0
,0
47
76 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2019. № 1
Ю.О.Тітов, Н.М.Білявина, М.С.Слободяник, В.В.Чумак, М.В.Тимошенко, Л.В.Томазенко
шується ступінь деформації міжблочних поліедрів (Sr,Ln)О9 (рис. 4). Одночасно зі збіль-
шенням значень х відбувається зменшення як аксіальної відстані In—O2 (див. рис. 3, 2), так
і середньої відстані In—O в октаедрах InO6 (див. табл. 2).
Зростання відстані між перовськітоподібними блоками зі збільшенням ступеня замі-
щен ня атомів лантану в ШПС фаз SrLa1−xSmxInO4 спричиняє зменшення міцності зв’я зу-
вання сусідніх блоків між собою, що врешті призводить до руйнації ШПС та пояснює об-
меженість області твердих розчинів SrLa1−xSmxInO4 з ШПС значенням x 0,4 і відсутність
сполуки SrSmInO4. Збільшення довжини міжблочних зв’язків —O2—(Sr,Ln)—O2— при-
зводить відповідно до скорочення аксіальної відстані In—O2 в октаедрах InO6 та сприяє
зменшенню середньої відстані In—O в октаедрах InO6. Можна очікувати, що однією з голо-
вних причин дестабілізації ШПС фаз складу SrLa1–xLnI
xInO4 (LnI = Nd, Eu—Lu) також буде
зменшення міцності зв’язування між собою сусідніх перовськітоподібних блоків.
Таким чином, у даній роботі встановлено умови ізовалентного заміщення атомів лан-
тану в індаті SrLaInO4 по типу SrLa1−xSmxInO4 (0 x 0,4) та визначено будову ШПС
фаз SrLa1,8Sm0,2InO4 і SrLa1,6Sm0,4InO4. Аналіз одержаних даних дав змогу виявити ха рактер
впливу ізовалентного заміщення атомів лантану на будову ШПС фаз SrLa1–xSmxInO4 та
встановити структурні фактори, які обмежують область їх існування. Визначення за-
лежностей будови ШПС фаз SrLa1−xSmxInO4 від складу дасть можливість регулювання па-
раметрів їх функціональних властивостей, які для великої частини оксидних сполук зна-
чною мірою обумовлені будовою їх кристалічної структури.
Таблиця 2. Міжатомні відстані (нм) та ступінь деформації (Δ) поліедрів (Sr, Ln)O9 і InO6
в кристалічних структурах SrLa1−xSmxInO4 (х = 0, 0,2, 0,4)
Відстані
d, нм
Відстані
d, нм
SrLaInO4 [9] SrLa0,8Sm0,2InO4 SrLa0,6Sm0,4InO4 SrLaInO4 [9] SrLa0,8Sm0,2InO4 SrLa0,6Sm0,4InO4
Sr, Ln–О2 0,238(2)* 0,240(1)* 0,240(2) In–O1 0,208(1) 0,202(2) 0,205(2)
Sr, Ln–O2 0,252(1) 0,241(2) 0,247(2)* In–O1 0,208(1) 0,202(2) 0,205(2)
Sr, Ln–O2 0,252(2) 0,267(1) 0,290(2) In–O1 0,216(2) 0,216(1) 0,220(1)
Sr, Ln–O1 0,254(2) 0,248(2) 0,244(1) In–O1 0,216(2) 0,216(1) 0,220(1)
Sr, Ln–O1 0,262(1) 0,274(2) 0,259(2) In–O2 0,223(2) 0,218(2) 0,207(2)
Sr, Ln–O1 0,282(1) 0,289(1) 0,292(1) In–O2 0,223(2) 0,218(2) 0,207(2)
Sr, Ln–O1 0,320(3) 0,306(2) 0,327(2)
Sr, Ln–O2 0,339(2) 0,328(3) 0,304(2)
Sr, Ln–O2 0,347(3) 0,352(2) 0,346(3)
Середня
від стань
(Sr,Ln)–O
0,283 0,283 0,283 Середня
відстань
In–O
0,216 0,212 0,211
Δ(Sr,Ln)О9 192 ⋅ 10–4 174 ⋅ 10–4 162 ⋅ 10–4 Δ InО6 8 ⋅ 10–4 11 ⋅ 10–4 10 ⋅ 10–4
Примітка. Ступінь деформації поліедрів MeОn розраховано за формулою Δ = 1/n∑[(Ri – R)/ R ]2
(Ri — відстані Ме—О, R — середня відстань Ме—О, n — координаційне число) [10]. * Міжблочна відстань.
77ISSN 1025-6415. Допов. Нац. акад. наук Укр. 2019. № 1
Синтез та особливості будови шаруватої структури SrLa1–xSmxInO4
ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
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,
№ 4. P. 1455—1471. doi: https://doi.org/10.1021/cm010689m
3. Kato S., Ogasawara M., Sugai M., Nakata S. Synthesis and oxide ion conductivity of new layered perov-
skite La1−xSr1+xInO4−d. Solid State Ionics. 2002. 149, № 1—2. P. 53—57. doi: https://doi.org/10.1016/S0167-
2738(02)00138-8
4. Titov Yu., Nedilko S.G., Chornii V., Scherbatskii V., Belyavina N., Markiv V., Polubinskii V. Crystal struc-
ture and luminescence of layered perovskites Sr3LnInSnO8. Solid State Phenomena. 2015. 230. P. 67—72.
doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.230.67
5. Kim I.S., Nakamura T., Itoh M. Humidity sensing effects of the layered oxides SrO·(LaScO3)n (n = 1,2, �).
J. Ceram. Soc. Jap. 1993. 101, № 7. P. 800—803. doi: https://doi.org/10.2109/jcersj.101.800
6. Yang H.M., Shi J.X., Gong M.L. A new luminescent material, Sr2SnO4 : Eu3+. J. Alloys Compd. 2006. 415,
№ 1—2. P. 213—215. doi: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2005.04.221
7. Ueda K., Yamashita T., Nakayashiki K., Goto K., Maeda T., Furui K., Ozaki K., Nakachi Y., Nakamura S.,
Fujisawa M., Miyazaki T. Green, orange, and magenta luminescence in strontium stannates with perovski-
te-related structures. Jap. J. Appl. Phys. 2006. 45, № 9A. P. 6981—6983. doi: https://doi.org/10.1143/
JJAP.45.6981
8. Dashevskyi M., Boshko O., Nakonechna O., Belyavina N. Phase transformations in equiatomic Y—Cu pow-
der mixture at mechanical milling. Metallofiz. Noveishie Tekhnol. 2017. 39, № 4. P. 541—552. doi: https://
doi.org/10.15407/mfint.39.04.0541
9. Тітов Ю.О., Білявинa Н.М., Марків В.Я., Слободяник М.С., Краєвськa Я.А. Синтез і кристалічна струк-
тура BaLaInO4 та SrLnInO4 (Ln = La, Pr). Допов. Нац. акад. наук Укр. 2009. № 10. C. 160—166.
10. Shannon R.D. Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and
halcogenides. Acta Crystallogr. 1976. A32. P. 751—767.
Надійшло до редакції 21.09.2018
REFERENCES
1. Alexandrov, K. C. & Beznosikov, B. V. (2004). Perovskites. Present and future. Novosibirsk: Izd-vo SO RAN
(in Russian).
2. Schaak, R. E. & Mallouk, T. E. (2002). Perovskites by design: a toolbox of solid-state reactions. Chem. Mater.,
14, No. 4, pp. 1455-1471. doi: https://doi.org/10.1021/cm010689m
3. 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. doi: https://doi.org/10.1016/S0167-
2738(02)00138-8
4. 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. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.230.67
5. 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. doi: https://doi.org/10.2109/jcersj.101.800
6. Yang, H. M., Shi, J. X. & Gong, M. L. (2006). A new luminescent material, Sr2SnO4 : Eu3+. J. Alloys Compd.,
415, No. 1-2, pp. 213-215. doi: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2005.04.221
7. Ueda, K., Yamashita, T., Nakayashiki, K., Goto, K., Maeda, T., Furui, K., Ozaki, K., Nakachi, Y., Nakamura, S.,
Fujisawa, M. & Miyazaki, T. (2006). Green, orange, and magenta luminescence in strontium stannates with
perovskite-related structures. Jap. J. Appl. Phys., 45, No. 9A, pp. 6981-6983. doi: https://doi.org/10.1143/
JJAP.45.6981
8. 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. doi:
https://doi.org/10.15407/mfint.39.04.0541
78 ISSN 1025-6415. Dopov. Nac. akad. nauk Ukr. 2019. № 1
Ю.О.Тітов, Н.М.Білявина, М.С.Слободяник, В.В.Чумак, М.В.Тимошенко, Л.В.Томазенко
9. Titov, Y. O., Belyavina, N. M., Markiv, V. Ya., Slobodyanik, M. S. & Krayevska, Ya. A. (2009). Synthesis and
crystal structure of BaLaInO4 and SrLnInO4 (Ln = La, Pr). Dopov. Nac. akad. nauk Ukr., No. 10, pp. 160-166
(in Ukrainian).
10. Shannon, R. D. (1976). Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides
and halcogenides. Acta Crystallogr., A32, pp. 751-767.
Received 21.09.2018
Ю.А. Титов 1, Н.Н. Белявина 1, Н.С. Слободяник 1,
В.В. Чумак 2, М.В. Тимошенко 1, Л.В. Томазенко 1
1 Киевский национальный университет им. Тараса Шевченко
2 Житомирский государственный университет им. Ивана Франко
E-mail: tit@univ.kiev.ua
СИНТЕЗ И ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ
СЛОИСТОЙ СТРУКТУРЫ SrLa1−xSmxInO4
Определены условия замещения атомов La на атомы Sm в слоистой перовскитоподобной структуре (СПС)
индатов SrLa1-xSmxInO4: 0 x 0,4. Методом Ритвельда определена ромбическая (пр. гр. Pbca) крис-
таллическая структура фаз состава SrLa1−xSmxInO4 с х = 0,2 и 0,4. Установлено, что при замещении атомов
La на атомы Sm в СПС SrLa1−xSmxInO4 происходит постепенное уменьшение степени деформации меж-
блоч ных полиэдров (Sr,La,Sm)О9 и среднего расстояния In–O в октаэдрах InO6, а также значительно уве-
личивается длина межблочных связей (Sr,La,Sm)–О2. С увеличением расстояния между перовскито-
подоб ными блоками уменьшается прочность их связывания между собой, что приводит к разрушению
СПС и ограничивает область твердых растворов SrLa1−xSmxInO4 с СПС.
Ключевые слова: индаты SrLa1−xSmxInO4, слоистая перовскитоподобная структура, рентгеновская по-
рошковая дифрактометрия, изоморфизм, твердые растворы.
Y.A. Titov 1, N.M. Belyavina1, M.S. Slobodyanik1,
V.V. Chumak2, M.V. Timoschenko1, L.V. Tomazenko1
1 Taras Shevchenko National University of Kiev
2 Zhytomyr Ivan Franko State University
E-mail: tit@univ.kiev.ua
SYNTHESIS AND STRUCTURAL FEATURES
OF SLAB STRUCTURE SrLa1−xSmxInO4
The substitution conditions of La by Sm atoms in the slab perovskite-like structure (SPS) of SrLa1−xSmxInO4
(0 x 0.4) indates are determined. Orthorhombic (sp. gr. Pbca) crystal structures of SrLa1−xSmxInO4 phases
with x = 0.2 and 0.4 are determined, by using the X-ray powder diffraction methods. Analysis of the obtained data
has shown that, in a case of the substitution of La atoms by Sm atoms in SPS of SrLa1−xSmxInO4, a gradual re-
duction of the deformation degree of interblock (Sr, La, Sm)О9 polyhedra and the average In—O distance in
InO6 octahedra takes place. Length of (Sr, La, Sm)–О2 interblock bonds is significantly increased. Increase in
the distance between perovskite-like blocks reduces a durability of their bonding. This results in the destruction
of SPS and a limitation of the area of SrLa1−xSmxInO4 solid solutions with SPS.
Keywords: indates SrLa1−xSmxInO4, slab perovskite-like structure, X-ray powder diffraction, isomorphism, solid
solutions.
|