多元稀土硫属化合物的合成、晶体生长与表征
文献类型：学位论文
| 作者 | 曾卉一 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 1998-10 |
| 授予单位 | 中国科学院福建物质结构研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院福建物质结构研究所 |
| 导师 | 黄锦顺 |
| 关键词 | 稀土元素 结构化学 物理化学 |
| 中文摘要 | 稀土硫属化合物呈现的结构化学并表现出与稀土元素普遍高配位和未饱和f-亚层相关的广泛变化的物理性质。稀土元素具有高磁矩（如Tb, Dy, Ho和Er）、窄带发射光谱和吸收光谱等，这些有趣的磁和光性质使得稀土硫属化合物用作发光材料、磁－光材料和光学窗口材料。含稀土元素的硫化物显示增加的热稳定性、优异的红外透明性以及合理的机械强度。通过应用熔融卤化物助熔剂的合成方法，已经分离得到以单晶形式存在的用于结构分析和性能检验的几个新颖的四元难熔稀土硫属化合物。结构与性能之间的关系已经成为凝聚态科学的中心论题。显然，新现象的发现和性能的改善将很大程度上依赖于新化合物的发现以及对这些化合物进行修饰。由于以上这些原因，作者试图在RE-M-M'-Q体系制备新的相。本论文的主要工作和结果如下：1．在密封抽真空的镀碳石英管中，用NaBr助熔剂方法在La-Na-Ge-S体系生长“LaNaGeS_4”晶体的试验中，分离出黄色透明的La_4S_3Si_2O_7晶体。这一新化合物属于组成为RE_4Q_3Si_2O_7 (RE=rare erath; Q=S, Se)的化合物家族。La_4S_3Si_2O_7的结构包含两个结晶学独立的被S~(2-)离子和孤立的[Si_2O_7]~(6-)单元相互连接的La~(3+)离子。La(1)与6个O原子和S原子配位，形成三帽三棱柱。La(2)与3个O原子和S原子配位，形成三棱柱。2．通过KBr助熔剂反应，具有新颖结构的KInS_2被作为主要产物在Er-Ca-In-S体系分离出来。前体/熔剂反应产物的EDXS（能量分散X－射线光谱）表明没有Er或Ca存在。单斜KInS_2的结构包含两个结晶学独立的In和K原子。K(1)、K(2)与6个S原子形成三棱柱。丙个In(1)S_4四面体和两个In(2)S_4四面体缩聚形成In_4S_(10) 单元。In_4S_(10)单元沿b方向堆积并通过沿a方向共用S(4)原子相互连接。K(1)、K(2)原子成对交替填充在三维框架的通道中。3．Er_2CaS_4的黄色晶体在Er-Ca-Sn-S体系作为主要产物被用KBr助熔剂生长“Er_2CaSn_2S_8”晶体的试验中分离出来。Er_2CaS_4的结构是由相互连接的四聚八面体的无限带组成的三维点阵。每一四聚体由两对稍扭曲的Er(1)S_6、 Er(2)S_6基团组成的四个共边的八面体产生。Er_2CaS_4三维框架的每一通道容纳两列Ca~(2+)离子。Ca~(2+)周围的配位几何可以描述为单帽三棱柱。4．在RE－Cu-Zn-Se体系通过KCI助熔剂反应得到一族新的四元稀土硫属化合物。Ho-前体/KBr助熔剂反应产物晶体的edxs显示Ho, Cu, K, Se的存在但是Zn元素不存在。Ho_2CuKSe_4与Er_2CuKSe_4的结构中，ErSe_6八面体以之字开方式共边并形成沿a方向的双链。相邻的双链以之字形方式共顶点连接，并沿c方向与位于八面体链之间的CuS_4四面体共边连接。八面体双沿c方向通过共用Se(3)连接，形成台阶状的排列。三棱柱配位的K~＋离子填充在沿a方向的通道中。5．通过使用KBr助熔剂的两次助熔剂 生长方法，在Er-Ca-CuS体系分离出一新颖化合物Er_2CaCuKS_5的晶体。在Er_2CaCuKS_5的结构中，ErS_6八面体以之字形方式共边并形成沿a方向的双链。相邻的双链以之字形方式共顶点连接，并沿c方向与位于八面体链之间的CuS_4四面体共边连接，形成－[Er_2CuS_5]~(3-)层。相邻的层沿b方向通过八面体配位的Ca~(2+)离子相互交联。三棱柱配位的K~+离子填充在沿a方向的通道中。6．在La-Ag-Sn-S, Ho-Ag-Ge-S, Er-Ag-Ge-S系列合成三个新的非中心对称的化合物La_3AgSnS_7、Ho_3Ge_(3/2)S_7和Er_3Ge_(3/2)S_7。La_3AgSnS_7的框架结构由交错排列的[AgS_3]单元的平行链的和相互连接的[La_3SnS_4]类立方烷块的平行链的组成。分别以6_3和3次轴为中心的[AgS_3]和[La_3SnS_4]平行链通过S(1)原子连接。[AgS_3]单元形成稍微扭曲的三角形配位。[La_3SnS_4]立方烷沿3次轴定向，Sn顶点指向链的方向，使相邻的立方烷块通过四面体配位的SnS_4的顶端[Sn-S(3)键连接。Ho_3Ge_(3/2)S_7和Er_3Ge_(3/2)S_7的框架结构由共面的Ge(II)S_6八面体的平行连和交联的[RE_3GeS_4](RE=Ho, Er)类立方烷平行链组成。八面体空隙被Ge(II)占据一半。这两个缺陷化合物的经验分子式可以写作RE_6Ge(II)Ge(IV)_2S_(14)(RE=Ho,Er)。La_3AgSnS_7、La_3AgSnS_7的差热－热失重分析(DTA－TG)实验表明它们具有良好的稳定性。La_3AgGeS_7、La_3AgSnS_7、Ho_3Ge_(3/2)S_7和Er_3Ge_(3/2)S_7研磨的单晶的红外透射光谱显示它们在4000-500cm~(-1)范围透明。这些化合物在红外区域的非线性光学性能还有待于研究。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-05-07 |
| 页码 | 98 |
| 源URL | [http://ir.fjirsm.ac.cn/handle/350002/7438]  |
| 专题 | 福建物质结构研究所_中科院福建物质结构研究所_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 曾卉一. 多元稀土硫属化合物的合成、晶体生长与表征[D]. 中国科学院福建物质结构研究所. 中国科学院福建物质结构研究所. 1998. |
入库方式： OAI收割
来源：福建物质结构研究所
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