Формування двошарових індатів Ba₁₋ₓSrₓNd₂In₂O₇ термообробкою спільно закристалізованих нітратів

Abstract

Методами рентгенівської порошкової дифракції досліджено послідовність фазових перетворень під час синтезу індатів Ba₁₋ₓSrₓNd₂In₂O₇ (х = 0 та 0,2) із двовимірною двошаровою перовськітоподібною структурою із шихти спільно закристалізованих нітратів. Встановлено, що формування шаруватої структури Ba₁₋ₓSrₓNd₂In₂O₇ включає стадію утворення проміжного тривимірного дефектного перовськіту загального складу (NdkВаpSrm)InO₃–δ із статистичним розподілом атомів Ba, Sr, Nd та оксигенових вакансій. Термообробка термічно нестабільного дефектного перовськіту (NdkВаpSrm)InO₃–δ призводить до утворення за температури понад 1570 К двошарових Ba₁₋ₓSrₓNd₂In₂O₇ шляхом впорядкування положень атомів Ba, Sr, Nd і O з роз’єднанням структури дефектного перовськіту на розділені шарами NdO₉ двовимірні двошарові перовськітоподібні блоки. Визначено умови одержання однофазних Ba₁₋ₓSrₓNd₂In₂O₇ з ШПС. Встановлені структурно хімічні відмінності механізму формування шаруватої перовськітоподібної структури Ba₁₋ₓSrₓNd₂In₂O₇ від механізмів більшості решти двошарових сполук типу AˡˡLn₂B₂ˡˡˡ O₃n+1, які зумовлені граничним положенням BaNd₂In₂O₇ у ряду двошарових індатів BaLn₂In₂O₇.The sequence of phase transformations in the synthesis of Ba₁₋ₓSrₓNd₂In₂O₇ (x = 0, 0.2) indates with a twodimensional two-slab perovskite-like structure from a charge of co-crystallized nitrates was studied by X-ray powder diffraction methods. It was found that the formation of the slab structure of Ba₁₋ₓSrₓNd₂In₂O₇ includes the stage of formation intermediate three-dimensional defective perovskite of general composition (NdkВаpSrm)InO₃–δ with the statistical distribution of Ba, Sr, Nd atoms and oxygen vacancies. Heat treatment of thermally unstable defective perovskite (NdkВаpSrm)InO₃–δ leads to the formation of a two-slab Ba₁₋ₓSrₓNd₂In₂O₇ at T > 1570 K by ordering the positions of Ba, Sr, Nd and O atoms with segregation of defective perovskite structure into two-dimensional two-slab perovskite-like blocks, which separated by NdO₉ slabs. The conditions for obtaining single-phases Ba₁₋ₓSrₓNd₂In₂O₇ with a two-slab perovskite-like structure are established. Structural chemical differences between the mechanism of formation of the slab perovskite-like structure of Ba₁₋ₓSrₓNd₂In₂O₇ from mechanisms of most other two-slab compounds of the AˡˡLn₂B₂ˡˡˡ O₃n+1 type are due to the boundary position of BaNd₂In₂O₇ in the row of two-slab indates BaNd₂In₂O₇.