Вплив заміщення атомів гадолінію на будову двошарової структури скандатів BaGd2–хDyxSc2O7

Abstract

Методами рентгенівської порошкової дифракції встановлено умови ізовалентного заміщення атомів Gd на атоми Dy в А-позиції двошарової перовськітоподібної структури BaGd2Sc2O7 за типом BaGd2–xDyxSc2O7: 0 < x ≤ 0,4. Методом Рітвельда визначено тетрагональну (просторова група P42/mnm) кристалічну структуру фаз BaGd2−xDyxSc2O7 з x = 0,2 та 0,4. Основою кристалічної структури BaGd2–xDyxSc2O7 є двовимірні (нескінченні в площині XY) перовськітоподібні блоки завтовшки в два шари сполучених вершинами деформованих октаедрів ScO6. Атоми Ba розташовані лише в позиції 4f всередині перовськітоподібного блока, а атоми рідкісноземельних елементів — лише в позиції 8j на межі перовськітоподібних блоків. Суміжні перовськітоподібні блоки розділені шаром поліедрів (Gd,Dy)О9 і утримуються разом за допомогою міжблокових зв`язків —O—(Gd,Dy)—O—. Встановлено, що ізовалентне заміщення атомів Gd на менші за розміром атоми Dy призводить до збільшення ступеня деформації міжблокових поліедрів (Gd,Dy)О9. Такі зміни структури зумовлюють дестабілізацію міжблокового “зшиття” і є одними з основних причин руйнування шаруватої перовськітоподібної структури фаз BaGd2–xDyxSc2O7 при х > 0,4. Результати дослідження можуть бути використані для цілеспрямованого регулювання структурно залежних властивостей матеріалів на основі скандату BaGd2Sc2O7.