Вплив заміщення атомів скандію на будову двошарової структури скандату BaGd2Sc2O7

Abstract

Методом рентгенівської порошкової дифракції визначена тетрагональна (просторова група P42/mnm (№ 136)) кристалічна структура ізовалентнозаміщеної фази BaGd2Sc2-хInхO7 з х = 0,5. Кристалічна структура BaGd2Sc1,5In0,5O7 складається з двовимірних перовськітоподібних блоків товщиною в два шари зв’язаних вершинами октаедрів (Sc,In)O6. Між блоками розташований шар поліедрів GdО9. Безпосередні зв’язки (Sc,In) – O – (Sc,In) між октаедрами суміжних блоків відсутні. Вони „зшиті” між собою за допомогою – O – Gd – O – зв’язків. Атоми Ва впорядковано розміщені лише в кубооктаедричних пустотах перовськітоподібного блоку, а їх координаційне число дорівнює 12. Аналіз кристалохімічних характеристик BaGd2Sc2O7 та BaGd2Sc1,5In0,5O7 показав, що при ізовалентному заміщенні атомів Sc на більші атоми In в шаруватій перовськітоподібній структурі відбувається збільшення ступенів деформації октаедрів (Sc,In)O6, міжблокових поліедрів GdO9, середньої довжини зв’язку (Sc,In) – О та зменшення ступеня деформації кубооктаедрів ВаО12. Такі зміни призводять до дестабілізації шаруватої перовськітоподібної структури і обумовлюють обмеженість області твердих розчинів BaGd2Sc2-хInхO7 та відсутність сполуки BaGd2In2O7.