Одержання та особливості утворення двошарових індатів BaNd2−xSmxIn2O7

Abstract

Методами рентгенівської порошкової дифракції встановлено основні закономірності впливу ізовалентного заміщення атомів А-позиції в шаруватій перовськітоподібній структурі індату BaNd₂In₂O₇ на механізми утворення двошарових фаз типу BaNd₂₋ₓSmₓIn₂O₇ (х = 0, 1, 1,6 та 1,8) послідовною термообробкою шихти спільно закристалізованих солей. Показано, що стадійність механізмів утворення і характер послідовності фазових перетворень визначається як складом, так і ступенем заміщення атомів неодиму. Встановлено, що формування високовпорядкованої шаруватої структури BaNd₂₋ₓSmхIn₂O₇ (х = 0 та 1) відбувається за температури Т > 1570 К шляхом структурної трансформації проміжного тривимірного дефектного перовськіту загального складу (BayLnz)InO₃₋δ із статистичним розподілом атомів Ba, Ln та оксигенових вакансій. Формування двошарових BaNd₂₋ₓSmхIn₂O₇ (х = 1,6 та 1,8) відбувається двома шляхами: як взаємодією дефектного ромбічного перовськіту (BayLnz)InO₃₋δ з проміжною фазою Ba(In,Sm,Nd)O₄, так і шляхом структурної трансформації дефектного перовськіту (BayLnz)InO₃₋δ. Визначено оптимальні умови синтезу однофазних BaNd₂₋ₓSmхIn₂O₇ з двошаровою перовськітоподібною структурою.

The main regularities of isovalent substitution effect of A-position atoms in the slab perovskite-like structure of BaNd₂In₂O₇ indate on the formation mechanisms of two-slab phases BaNd₂₋ₓSmₓIn₂O₇ type (х = 0, 1, 1.6 and 1.8) have been established using X-ray powder diffraction methods. It has been demonstrated that the staging mechanisms of formation and the sequence of phase transformations are determined by both the composition and the degree of substitution of neodymium atoms. It has been determined that the formation of a highly ordered slab structure of BaNd₂₋ₓSmхIn₂O₇ (x = 0 and 1) occurs at T > 1570 K through the structural transformation of an intermediate three-dimensional defective perovskite with a the general composition of (BayLnz)InO₃₋δ, which exhibits a statistical distribution of Ba, Ln atoms, and oxygen vacancies. The formation of the two-slab BaNd₂₋ₓSmхIn₂O₇ (x = 1.6 and 1.8) occurs in two mechanisms: by the interaction of defective rhombic perovskite (BayLnz)InO₃₋δ with the intermediate phase Ba(In,Sm,Nd)O₄ and by structural transformation of the defective perovskite (BayLnz)InO₃₋δ. The optimal conditions for synthesizing single-phase BaNd₂₋ₓSmхIn₂O₇ with a two-slab perovskite-like structure were determined.