Синтез і кристалічна структура двошарових скандатів BaLa2–xDyxSc2O7

Abstract

Методами рентгенівської порошкової дифракції встановлені умови ізовалентного заміщення атомів La на атоми Dy в А-позиції двошарової перовськітоподібної структури BaLa2Sc2O7 за типом BaLa2–xDyxSc2O7: 0 ≤ x ≤ 1,0. Методом Рітвельда визначена тетрагональна (пр. група P42/mnm) кристалічна структура фаз BaLa2–xDyxSc2O7 з x = 0,2, 0,4, 0,5, 0,6, 0,8 та 1,0. Основою кристалічної структури BaLa2–xDyxSc2O7 є двовимірні (нескінченні в площині XY) перовськітоподібні блоки з двох шарів сполучених вершинами деформованих октаедрів ScO6. Cуміжні блоки зміщені один відносно одного на півребра перовськітового куба і чергуються один з одним у напрямку осі Z. За результатами розрахунку сум валентності зв’язків атомів Ba, La і Dy в поліедрах BaО9, BaО12 та (La2–xDyx)O9 і (La2–xDyx)O12 встановлено упорядкований розподіл атомів Ba і РЗЕ у шаруватій перовськітоподібній структурі BaLa2–xDyxSc2O7. Атоми Ва локалізовані лише в позиції 4f всередині перовськітоподібного блока, а атоми РЗЕ — лише в позиції 8j на межі блоків. Сусідні перовськітоподібні блоки розділені шаром поліедрів (La,Dy)О9 та утримуюься разом міжблоковими зв’язками —O—(La,Dy)—O—. Встановлено, що ізовалентне заміщення атомів La на атоми Dy спричиняє зменшення довжини міжблокової відстані (La,Dy)—O2, збільшення ступеня деформації міжблокових поліедрів (La,Dy)О9 і зменшення ступеня деформації октаедрів ScO6.