Дефектная структура α-NA0.5–xR0.5+xF2+2x (R = DY–LU, Y) по данным рентгеновской и электронной дифракции. II. дефектная структура наноструктурированных кристаллов α-NA0.4R0.6F2.2 (R = Ho–Lu, Y)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методом рентгеноструктурного анализа при 293 и 85 К изучены кристаллы α-Na0.4R0.6F2.2 (R = Ho–Lu, Y). Для моделирования их дефектной структуры применена унифицированная кластерная модель наноструктурированных кристаллов со структурой типа флюорита, основанная на полиморфизме соединения KR3F10 (R = Er, Yb). Матричная составляющая α-Na0.4R0.6F2.2 содержит Na+ и R3+ в отношении 1 : 1. Часть анионов матрицы смещена из позиции 8с в позицию 32f (пр. гр. Fm3m). Избыток R3+ образует с Na+ октаэдро-кубические кластеры с ядрами в форме кубооктаэдров {F12}, образованных межузельными анионами в позиции 48i. Кластерная составляющая α-Na0.4R0.6F2.2 образована октаэдро-кубическими кластерами i-типа. Метод дифракции электронов показал, что кластеры имеют форму пластинок толщиной ~5 нм со сверхструктурным упорядочением. Предложена их модель на основе структуры K0.265Gd0.735F2.47. Впервые методом дифракции электронов получено экспериментальное подтверждение принадлежности α-Na0.5–xR0.5+xF2+2x к наноструктурированным кристаллам. При понижении температуры от 293 до 85 К тип кластерной составляющей дефектной структуры α-Na0.4R0.6F2.2 с R = Ho–Lu, Y не меняется. При 293 К граница смены типа дефектной структуры в ряду α-Na0.5–xR0.5+xF2+2x расположена между R = Dy (Z = 66) и Ho (Z = 67). При понижении температуры от 293 до 85 К положение границы не изменяется.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. А. Сульянова

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ “Курчатовский институт”

Автор, ответственный за переписку.
Email: sulyanova.e@crys.ras.ru
Россия, Москва

Б. П. Соболев

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ “Курчатовский институт”

Email: sulyanova.e@crys.ras.ru
Россия, Москва

В. И. Николайчик

Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН

Email: sulyanova.e@crys.ras.ru
Россия, Черноголовка

А. С. Авилов

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ “Курчатовский институт”

Email: sulyanova.e@crys.ras.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Сульянова Е.А., Соболев Б.П., Николайчик В.И. и др. // Кристаллография. 2024. Т. 69. № 5. С. 772. https://doi.org/10.31857/S0023476124050036
  2. Sulyanova E.A., Sobolev B.P. // CrystEngComm. 2022. V. 24. P. 3762. https://doi.org/10.1039/D2CE00280A
  3. Sulyanova E.A., Sobolev B.P. // J. Phys. Chem. C. 2024. V. 128. № 10. P. 4200. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.3c08137
  4. Соболев Б.П., Минеев Д.А., Пашутин В.П. // Докл. АН СССР. 1963. Т. 150. № 4. С. 791.
  5. Liu Y., Lu Y., Yang X. et al. // Nature. 2017. V. 543. P. 229. https://doi.org/10.1038/nature21366
  6. Oleksa V., Mackova H., Engstova H. et al. // Sci. Rep. 2021. V. 11. P. 21273. https://doi.org/10.1038/s41598-021-00845-y
  7. Chen G., Shen j., Ohulchanskyy T.Y. et al. // ACS Nano. 2012. V. 6. № 9. P. 8280. https://doi.org/10.1021/nn100457j
  8. Tan M., del Rosal B., Zhang Y. et al. // Nanoscale. 2018. V. 10. P. 17771. https://doi.org/10.1039/C8NR02382D
  9. Quintanilla M., Hemmer E., Marques-Hueso J. et al. // Nanoscale. 2022. V. 14. P. 1492. https://doi.org/10.1039/d1nr06319g
  10. Pontonnier L., Patrat G., Aleonard S. et al. // Solid State Ionics. 1983. V. 9–10. № 1. P. 549. https://doi.org/10.1016/0167-2738(83)90293-X
  11. Pontonnier L. Relations entre la Structure et les Proprietés de Conductivite Ionique des Solutions Solides à Structure Fluorine Excendentaire en Anions Na0.5–xY0.5+xF2+2x. These. Grenoble, 1985. 196 p.
  12. Pontonnier L., Aleonard S., Roux M.T. // J. Solid State Chem. 1987. V. 69. № 1. P. 10. https://doi.org/10.1016/0022-4596(87)90003-X
  13. Pontonnier L., Patrat G., Aleonard S. // J. Solid State Chem. 1990. V. 87. № 1. P. 124. https://doi.org/10.1016/0022-4596(90)90073-7
  14. Журова Е.А., Максимов Б.А., Халл С. и др. // Кристаллография. 1997. Т. 42. № 2. С. 277.
  15. Otroshchenko L.P., Fykin L.E., Bystrova A.A. et. al. // Crystallography Reports. 2000. V. 45. № 6. P. 926.
  16. Кривандина Е.А., Быстрова А.А., Соболев Б.П. и др. // Кристаллография. 1992. Т. 37. № 6. С. 1523.
  17. Sobolev B.P. Multicomponent Crystals Based on Heavy Metal Fluorides for Radiation Detectors. Barcelona: Institut d’Estudis Catalans, 1994. 265 p.
  18. Petricek V., Palatinus L., Plášil J., Dusek M. // Z. Kristallogr. 2023. V. 238. № 7–8. P. 271. https://doi.org/10.1515/zkri-2023-0005
  19. Becker P.J., Coppens P. // Acta Cryst. A. 1974. V. 30. P. 129. https://doi.org/10.1107/S0567739474000337
  20. International Tables for Crystallography V.C. / Ed. Wilson A.J.C. Dordrecht; Boston; London: Kluwer Acad. Publ., 1992.
  21. Соболев Б.П., Голубев А.М., Эрреро П. // Кристаллография. 2003. Т. 48. № 1. С. 148.
  22. Казанский С.А. // Письма в ЖЭТФ. 1983. Т. 38. № 9. P. 430.
  23. Aleonard S., Guitel J.C., Roux M. Th. // J. Solid State Chem. 1978. V. 24. P. 331. https://doi.org/10.1016/0022-4596(78)90024-5
  24. Aleonard S., Guitel J.C., Le FurY. et al. // Acta Cryst. B. 1976. V. 32. № 12. P. 3227. https://doi.org/10.1107/S0567740876010005
  25. Мурадян Л.А., Максимов Б.А., Симонов В.И. // Координац. химия. 1986. Т. 12. № 10. С. 1398.
  26. Le Fur Y., Khaidukov N.M., Aleonard S. // Acta Cryst. C. 1992. V. 48. P. 978. https://doi.org/10.1107/S010827019101394X
  27. Grzechnik A., Khaidukov N., Friesec K. // Dalton Trans. 2013. V. 42. P. 441. https://doi.org/10.1039/C2DT31483E
  28. Sobolev B.P., Sulyanova E.A. // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. № 23. P. 17013. https://doi.org/10.3390/ijms242317013
  29. Le Fur Y., Aleonard S., Gorius M.F. et al. // Z. Kristallogr. 1988. V. 182. P. 281. https://doi.org/10.1524/zkri.1988.182.14.281
  30. Maksimov B.A., Solans Kh., Dudka A.P. et al. // Crystallography Reports. 1996. V. 41. P. 56.
  31. Achary S.N., Patwe S.J., Tyagi A.K. // Powder Diffr. 2002. V. 17. № 3. P. 225. https://doi.org/10.1154/1.1477198
  32. Сульянова Е.А., Молчанов В.Н., Верин И.А. и др. // Кристаллография. 2009. Т. 54. № 3. С. 554. https://doi.org/10.1134/S1063774509030249
  33. Сульянова Е.А., Верин И.А., Соболев Б.П. // Кристаллография. 2012. Т. 57. № 1. С. 79. https://doi.org/10.1134/S1063774512010130
  34. Федоров П.П., Александров В.Б., Бондарева О.С. и др. // Кристаллография. 2001. Т. 46. № 2. С. 280.
  35. Gleiter H. // Acta Mater. 2000. V. 48. P. 1. https://doi.org/10.1016/S1359-6454(99)00285-2
  36. Vogt T. // Neues Jahrb. Mineral. 1914. V. 2. № 1. P. 9.
  37. Goldschmidt V.M., Barth T., Lunde G. et al. Geochemische Verteilungsgesetze der Elemente. Part VII. Die Gesetze der Chrysatllochemie; Jacob Dybwad, Kristiania: Oslo, 1926. V. 7. P. 1.
  38. Александров В.Б., Гарашина Л.С. // Докл. АН СССР. 1969. Т. 189. № 2. С. 307.
  39. Cheetham A.K., Fender B.E.F., Steele D. et al. // Solid State Commun. 1970. V. 8. № 3. P. 171. https://doi.org/10.1016/0038-1098(70)90073-6
  40. Cheetham A.K., Fender B.E.F., Cooper M.J. // J. Phys. C. 1971. V. 4. № 18. P. 3107. https://doi.org/10.1088/0022-3719/4/18/016

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Разностные карты Фурье электронной плотности α-Na0.4R0.6F2.2 с R = Ho (а, г), Er (б, д), Tm (в, е) в плоскости (110) при 293 (а–в) и 85 К (г–е).

Скачать (378KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Разностные карты Фурье электронной плотности α-Na0.4R0.6F2.2 с R = Yb (а, г), Lu (б, д), Y (в, е) в плоскости (110) при 293 (а–в) и 85 К (г–е).

Скачать (365KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Картины электронной дифракции образца α-Na0.4Yb0.6F2.2, зоны: а – [100], б – [110], в – [111]. Горизонтальными и вертикальными стрелками указаны сверхструктурные относительно флюоритовой ячейки отражения вдоль направлений <100> и <110> соответственно.

Скачать (273KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Октаэдро-кубические кластеры i- (а), f- (б) и f–i-типов (в), а также матричный элемент (m-блок) в структуре наноструктурированных кристаллов (г).

Скачать (269KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024