Вплив заміщення рідкісноземельних металів на кристалічної структури та властивості тетрарних сульфідів La4-4xR4xGe3S12 (R – Er, Ho, Y, Dy, Tb)

Abstract

Встановлення взаємозв’язків між розподілом атомів в кристалічній комірці та властивостями фаз є важливою проблемою, що безпосередньо пов’язана із застосуванням функціональних матеріалів. У цій роботі нами представлено аналіз кристалічної структури, хімічних зв’язків та прогнозування характеру властивостей речовини на прикладі тетрарних фаз La4-4xR4xGe3S12 (R – Er, Ho, Y, Dy, Tb), що кристалізуються в просторовій групі R3c. Важливим внеском в зміну властивостей, зокрема термоелектричних, є присутність рідкісноземемельних елементів з високою координацією першої координаційної сфери. Це створює можливість для підвищення ентропійного фактору і, як результат, сприяє покращенню термоелектричних характеристик. Параметри елементарної комірки вихідної тернарної фази La4Ge3S12 зменшуються при співвідношенні 1La:1R (R – Tb, Dy, Ho, Er) в ПСТ 6а та 18b. В Er-вмісній фазі найнижчий дисторційних індекс для поліедра [М1 8S], в той час як в поліедрі [М1 9S] він значно зростає. Окрім того, утворення «колон» із поліедрів [Ge2 6S] створює можливість поступального збудження в одному із напрямків, що також може мати суттєвий вплив на властивості матеріалів. В цілому, отримані нецентросиметричні матеріали можуть бути перспективними для нелінійної оптики.