Синтез та кристалічна структура селенідів R3Ag4kGe1.25-kSe7 (R – La, Ce; k = 0.05; 0.10; 0.15)
DOI:
https://doi.org/10.15330/pcss.26.4.752-759Ключові слова:
кристалічна структура, рідкісноземельні елементи, тетрарні нецентросиметричні селеніди, метод порошкової дифрактометріїАнотація
У роботі представлено результати дослідження кристалічної структури шести селенідів складу R3Ag4kGe1.25-kSe7 (R – La, Ce; k = 0.05; 0.10; 0.15) як перспективних матеріалів для використання у різних напівпровідникових технологіях. Завдяки своїм потенційно цікавим нелінійно-оптичним, магнітним та електричним властивостям, а також іншим унікальним характеристикам, ці селеніди можуть знайти застосування в наукових та інженерних розробках, що відкриває можливості для створення сучасних матеріалів з новими функціональними властивостями.
Кристалічна структура селенідів La3Ag0.20Ge1.20Se7 (А) [a = 10.779(1) Å, c = 6.0876(8) Å, RI = 0.0982, RP = 0.2544], La3Ag0.40Ge1.15Se7 (Б) [a = 10.7821(9) Å, c = 6.0927(7) Å, RI = 0.0950, RP = 0.2377], La3Ag0.60Ge1.10Se7 (В) [a = 10.7977(5) Å, c = 6.0997(5) Å, RI = 0.0920, RP = 0.2156], Ce3Ag0.20Ge1.20Se7 (Г) [a = 10.6948(5) Å, c = 6.0635(6) Å, RI = 0.1130, RP = 0.2649], Ce3Ag0.40Ge1.15Se7 (Д) [a = 10.7074(6) Å, c = 6.0697(7) Å, RI = 0.0977, RP = 0.2529] та Ce3Ag0.60Ge1.10Se7 (Е) [a = 10.7147(4) Å, c = 6.0729(4) Å, RI = 0.0985, RP = 0.2100] вивчена методом порошкової дифрактометрії. Структура представлена різноманітними геометричними одиницями: тригональними призмами з двома додатковими атомами [R 8Se], тетраедрами [Ge 4Se] та моноедрами [M 3Se]. Ці елементи структури вказують на складну будову селенідів, що включає різні види хімічних зв’язків та взаємодій між атомами в кристалічній решітці.
Синтезовані селеніди кристалізуються в гексагональній сингонії (СТ La3CuSiS7; ПГ P63; СП hP24,173). Атоми La або Ce локалізовані в правильній системі точок (ПСТ) 6с (x y z), атоми статистичних сумішей М(Ag + Ge) в ПСТ 2a (0 0 z), а атоми Ge в ПСТ 2b (1/3 2/3 z). Селен в кристалічній ґратці має три атомні позиції: Sе1(ПСТ 2b), Sе2 та Sе3 (ПСТ 6с). На примітивну гексагональну елементарну комірку припадає дві формульні одиниці La(Ce)3Ag4kGe1.25-kSe7. Тригональні призми [R 8Se] з’єднанні між собою ребрами і формують “блоки” (по три призми в кожному). Октаедри [R(Ag + Ge) 6Se] мають спільні грані і утворюють “колони” в напрямку головної осі. Тригональні призми з октаедрами утворюють спільні грані. Тетраедри [Ge 4Se] є ізольовані один від одного.
Посилання
A. H. King, R. G. Eggert, K. A. Gschneidner Jr, Chapter 283 – The Rare Earths as Critical Materials, Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths., 50, 19 (2016); https://doi.org/10.1016/bs.hpcre.2016.08.001.
L. Nian, K. Wu, G. He, Z. Yang, S. Pan, Effect of Element Substitution on Structural Transformation and Optical Performances in I2BaMIVQ4 (I = Li, Na, Cu, and Ag; MIV = Si, Ge and Sn; Q = S and Se), Inorg. Chem. 57(6), 3434 (2018); https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.8b00220.
L. Gulay, M. Daszkiewicz, Chapter 250 - Ternary and Quaternary Chalcogenides of Si, Ge, Sn, Pb, and In, Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths. 41, 157 (2011); https://doi.org/10.1016/B978-0-444-53590-0.00003-0.
M. Daszkiewicz, O.M. Strok, L.D. Gulay, D. Kaczorowski, Crystal structure of R3Ge1+xSe7 (R = La, Ce, Pr, Sm, Gd and Tb, x = 0.43 - 0.49) and magnetic properties of Ce3Ge1.47Se7, J. Alloys Compd., 508(2), 258 (2010); https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2010.08.097.
N.M. Blashko, O.V. Smitiukh, O.V. Marchuk, The crystal structure of La3Pb0.1Ga1.6S7 and La3Pb0.1Ga1.6S7 compounds, Physics and chemistry of solid state, 23(1), 96 (2022); https://doi.org/10.15330/pcss.23.1.96-100.
N.M. Blashko, O.V. Marchuk, A.O. Fedorchuk, The crystal structure of R3Fe0.1Ga1.6S7 chalcogenides (La, Ce, Pr and Tb), Physics and chemistry of solid state, 25(4), 677 (2024); https://doi.org/10.15330/pcss.25.4.677-683.
M. Daszkiewicz, L.D. Gulay, O.S. Lychmanyuk, A. Pietraszko, Crystal structure of the R3Ag1-δSiS7 (R = La, Ce, Pr, Nd, Sm; δ = 0.10 - 0.23) compounds, J. Alloys Compd., 460(1-2), 201 (2008); https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2007.05.067.
M. Daszkiewicz, L.D. Gulay, A. Pietraszko, V.Ya Shemet, Crystal structure of the La3AgSnS7 and R3Ag1-δSnS7 (R=La, Ce; δ=0.18-0.19) compounds, Sol. State Chem., 180(7), 2053, (2007); https://doi.org/10.1016/j.jssc.2007.05.007.
N.M Blashko, O.V. Marchuk, O.V. Smitiukh, A.O. Fedorchuk, Krystalichna struktura spoluky Pr3Ag4xGe1.25-xSe7 (x=0.10; 0.15), Naukovyi visnyk Odeskogo universytetu. Khimiia, 3(83), 27, (2022); https:/doi.org/10.18524/2304-0947.2022.3(83).268609.
N.M Blashko, O.V. Marchuk, Krystalichna struktura chalcogenidiv Nd3Ag4xGe1.25-xSe7 (x = 0.05; 0.10; 0.15), Problemy khimii ta staloho rozvytku, 3, 19 (2024); https://doi.org/10.32782/pcsd-2024-3-3.
G. Akopov, N.W. Hewage, G Viswanathan, P. Yox, K. Kovnir, Non-Linear Optical Properties of the (RE)3CuGeS7 Famely of Compounds, Z. Anorg. Allg. Chem. 648, e202200096 (2022); https://doi.org/10.1002/zaac.202200096.
L.D. Gulay, M. Daszkiewicz, I.P. Ruda, O.V. Marchuk, La2Pb(SiS4)2, Acta Cryst. C. 66(3), i19 (2010); https://doi.org/10.1107/S010827011000024.
L. Akselrud, Y. Grin, WinCSD: Software package for crystallographic calculations (Version 4), J. Appl. Cryst., 47, 803 (2014); https://doi.org/10.1107/s1600576714001058.
K. Momma, F. Izumi, VESTA 3 for three-dimensional visualization of crystal, volumetric and morphology data, J. Appl. Cryst., 44, 1272 (2011); https://doi.org/10.1107/S0021889811038970.
A.M. Loireau-Lozach, M. Guittard, Systeme ternaire La2Se3 – Ga2Se3 – GeSe2. Diagramme de phase -Etude des verres, Mat. Res. Bull., 12, 887 (1977).
M. Guittard, M. Julien-Pouzol, Les composes hexagonaux de type La3CuSiS7, Bull. Soc. Chim. Fr., 7, 2467 (1970).
G. Collin, P. Laruelle, Structure de La6Cu2Si2S14, Bull. Soc. Fr. Mineral. Cristallogr. 94, 175 (1971).
A.F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg, Lehrbuch der Anorganischen Chemie. Berlin: Walter de Gruyter, 2007, 2002-2005.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 N.M. Blashko, O.V. Marchuk
Ця робота ліцензованаІз Зазначенням Авторства 3.0 Міжнародна.
