Особливості будови міжблокової границі в двошаровій структурі сполук типу AˡˡLn₂B₂ˡˡˡO₇ (Aˡˡ = Sr, Ba, Ln, Bˡˡˡ = Al, Fe, Sc, In)

Abstract

Визначені межі існування і встановлені особливості будови шаруватої перовськітоподібної структу ри (ШПС) фаз систем BaLa₂₋ₓSmₓIn₂O₇ (0 ≤ х ≤1,8) та BaNd₂₋ₓSmₓIn₂O₇ (0 ≤ х ≤ 1,8). Значення факторів недостовірності RB лежать у інтервалі 0,037—0,057 для BaLa₂₋ₓSmₓIn₂O₇ та 0,032—0,057 для BaNd₂₋ₓSmₓIn₂O₇. Аналіз особливостей будови ШПС сполук і фаз типу AˡˡLn₂B₂ˡˡˡO₇ (Aˡˡ = Sr, Ba, Ln, Bˡˡˡ = Al, Fe, Sc, In) виявив взаємозв’язки між їх складом та будовою міжблокової границі ШПС. Зменшення розміру атомів РЗЕ у рядах сполук і фаз типу AˡˡLn₂B₂ˡˡˡO₇ (Aˡˡ = Sr, Ba) спричиняє поступове зменшення довжини міжблокової відстані (Аˡˡ, Ln)—О та послідовне збільшення ступеня деформації міжблокових поліедрів (Аˡˡ, Ln)О₉. У рядах сполук SrLn₂B₂ˡˡˡO₇ (Bˡˡˡ =Al, Sc) зменшення розміру атомів РЗЕ призводить до поступової зміни характеру розподілу атомів Sr та РЗЕ в їх ШПС: від частково упорядкованого (Ln = La) із переважною локалізацією атомів Sr у внутрішньоблокових поліедрах АО₁₂ до повністю упорядкованого (Ln =Eu, Gd, Tb, Bˡˡˡ = Sc) або майже повністю упорядкованого (Ln = Ho, Bˡˡˡ =Al) з локалізацією атомів Sr лише у поліедрах АО₁₂, а менших за розмірами атомів РЗЕ — лише в міжблокових поліедрах LnO₉. У рядах сполук і фаз типу BaLn₂B₂ ˡˡˡO₇ має місце повністю упорядковане розміщення великих атомів Ва у внутрішньоблокових поліедрах АО₁₂ їх ШПС, а атомів РЗЕ — лише в міжблокових поліедрах АО₉. Виявлено, що в аналогічних за елементним складом сполуках типу An₊₁BnO₃n₊₁ товщина перовськітоподібного блока зумовлює істотне (в 2—6 разів) збільшення ступеня деформації поліедрів АО₉ та зменшення довжини міжблокового зв’язку А—О. Аналіз одержаних даних показав, що величини ступеня деформації міжблокових поліедрів (Аˡˡ, Ln)О₉ та довжини міжблокового зв’язку (Аˡˡ, Ln)—О є одними із основних факторів, які визначають стабільність двошарових сполук типу AˡˡLn₂B₂ˡˡˡO₇.

We have determined the boundaries of the existence and the structural features of the slab perovskite-like structure (SPS) of BaLa₂₋ₓSmₓIn₂O₇ (0 ≤ х ≤1,8) and BaNd2–xSmxIn2O7 (0 ≤ х ≤ 1,8) systems have been established. The values of reliability factors RB are within the intervals of 0.037-0.057 for BaLa₂₋ₓSmₓIn₂O₇ and 0.032-0.057 for BaNd₂₋ₓSmₓIn₂O₇. The analysis of the structural features of SPS compounds and phases of the AˡˡLn₂B₂ˡˡˡO₇ (Aˡˡ = Sr, Ba, Ln, Bˡˡˡ = Al, Fe, Sc, In) has revealed the interconnection between their composition and the features of the SPS interblock boundary. A decrease in the size of REE atoms in the series of compounds and phases of the AˡˡLn₂B₂ˡˡˡO₇ (Aˡˡ = Sr, Ba) type leads to a gradual decrease in the interblock distance length (AII, Ln) — O and to a successive increase in the degree of deformation of interblock polyhedra (Aˡˡ, Ln)O₉. In the series of SrLn₂B₂ˡˡˡO₇ (Bˡˡˡ =Al, Sc) compounds, a decrease in the size of REE atoms leads to a gradual change in the nature of the distribution of Sr and REE atoms in their SPS: from a partially ordered one (Ln = La) with the predominant localization of Sr atoms in the intrablock АО₁₂ polyhedra to the completely ordered one (Ln = Eu, Gd, Tb, Bˡˡˡ = Sc) or almost completely ordered one (Ln = Ho, Bˡˡˡ = Al) with Sr a toms localized only in АО₁₂ polyhedra, while smaller REE atoms are localized only in the interblock polyhedra. In the series of compounds and phases of the BaLn₂B₂ ˡˡˡO₇ type, there is a completely ordered arrangement of large Ba atoms in the intrablock АО₁₂ polyhedra of their SPS, and the REE atoms only in the AO₉ interblock polyhedra. It has been found that, in compounds the similar by the elemental composition to the An₊₁BnO₃n₊₁- type, the thickness of the perovskite-like block significantly (by 2-6 times) increases the degree of deformation of the АО₉ polyhedra and decreases the length of the A—O interblock bond. The analysis of the obtained data has shown that the values of the degree of deformation of the interblock polyhedra (Аˡˡ, Ln)О₉ and the length of the interblock bonds (Аˡˡ, Ln)—О are among the main factors determining the stability of two-slab compounds of the AˡˡLn₂B₂ˡˡˡO₇-type.