Вплив ізовалентного заміщення на будову двошарових індатів BaNd2-xSmxIn2O7

Abstract

Методами рентгенівської порошкової дифракції встановлені умови ізовалентного заміщення атомів Nd на атоми Sm в А-позиції двошарової перовськітоподібної структури BaNd2In2O7 по типу BaNd2-xSmxIn2O7: 0 £ x £ 1,8. Методом Рітвельда визначена тетрагональна (просторова група P42/mnm) кристалічна структура фаз BaNd2-xSmxIn2O7 зі ступенями заміщення атомів Nd рівними 0,5, 1,0, 1,5 і 1,8. Основою кристалічної структури BaNd2-xSmxIn2O7 є двовимірні (нескінчені в площині XY) перовськітоподібні блоки, які складаються з двох шарів сполучених вершинами деформованих октаедрів InO6. Атоми Ba локалізовані лише в позиції 4f всередині перовськітоподібного блоку, а атоми РЗЕ лише в позиції 8j на межі перовськітоподібних блоків. Сусідні перовськітоподібні блоки розділені шаром поліедрів LnО9 та утримуюься разом міжблоковими зв`язками - O - Ln - O - . Встановлено, що ізовалентне заміщення атомів Nd на менші за розміром атоми Sm приводить до зменшення довжини міжблокової відстані Ln – О2 (з 0,230(2) нм до 0,206(2) нм) та до збільшення ступеня деформації міжблокових поліедрів LnО9, внутрішньоблокових поліедрів ВаО12 та октаедрів InO6. Такі структурні зміни дестабілізують міжблокову «зшивку» і є одними із основних факторів руйнування шаруватої перовськітоподібної структури фаз BaNd2-xSmxIn2O7 при х > 1,8. Одержані дані можуть бути використані для цілеспрямованого регулювання структурно залежних властивостей матеріалів на основі індату BaNd2In2O7.