Особливості будови двошарової структури SrLa₂Sc₂₋ₓInₓO₇

Методами рентгенівської порошкової дифрактометрії визначені умови ізовалентного заміщення атомів скандію на атоми індію в В-позиції двошарової перовськітоподібної структури SrLa₂Sc₂O₇ за типом SrLa₂Sc₂₋ₓInₓO₇: 0 ≤ x ≤ 0,4. При подальшому зростанні вмісту атомів індію в фазах SrLa₂Sc₂₋ₓInₓO₇ починається руйнування двошарової структури з утворенням іншої фази зі структурою ромбічного LaInO₃, яка при x = 0,8–2,0 є домінуючою. Методом Рітвельда визначена ромбічна (просторова група Fmmm) кристалічна структура фаз складу SrLa₂Sc₂₋ₓInₓO₇ зі ступенями заміщення атомів скандію, рівними 0,2 та 0,4. Кристалічна структура SrLa₂Sc₂₋ₓInₓO₇ утворена двовимірними (нескінченними в площині XY) перовськітоподібними блоками, що складаються з двох шарів деформованих октаедрів (Sc,In)O₆. Октаедри (Sc,In)O₆ зв’язані між собою тільки вершинами, і кожний октаедр (Sc,In)O₆ має п’ять спільних вершин з сусідніми октаедрами одного і того ж блоку. Безпосередній зв’язок між октаедрами (Sc,In)O₆ сусідніх перовськітоподібних блоків в шаруватій структурі SrLa₂Sc₂₋ₓInₓO₇ відсутній. Суміжні блоки відокремлені шаром поліедрів (Sr,La)₂O₉ і утримуються разом за допомогою зв’язків —O—(Sr,La)₂—O—. З дев’яти атомів кисню поліедра (Sr,La)₂O₉ вісім належать до того ж блоку, що і атоми (Sr,La)₂, а один атом кисню належить до сусіднього блоку. Координаційне число внутрішньоблокових атомів (Sr,La)₁ дорівнює 12, а їх координаційний поліедр являє собою деформований кубооктаедр. Розподіл атомів стронцію та лантану по позиціям структури SrLa₂Sc₂₋ₓInₓO₇ має частково упорядкований характер із переважною локалізацією атомів стронцію у внутрішньоблокових кубооктаедричних пустотах перовськітоподібного блоку. Аналіз структурних параметрів фаз SrLa₂Sc₂₋ₓInₓO₇ показав, що при ізовалентному заміщенні атомів скандію на більші атоми індію в шаруватій структурі фаз SrLa₂Sc₂₋ₓInₓO₇ відбувається поступове зменшення довжини міжблокових зв’язків (Sr,La)₂—O₂ (від 0,222(2) нм (x = 0) до 0,213(1) нм (x = 0,4)) та зростання ступеня деформації міжблокових поліедрів (Sr,La)₂O₉ (від 68·10⁻⁴ (x = 0) до 95·10⁻⁴ (x = 0,4)). Зменшення відстані між перовськітоподібними блоками наближає будову двовимірної шаруватої структури до будови тривимірної перовськітової, а більша ступінь деформації міжблокових поліедрів (Sr,La)₂O₉ приводить до зростання напруженості в міжблоковому просторі. Такі зміни призводять до дестабілізації та руйнації шаруватої перовськітоподібної структури фаз SrLa₂Sc₂₋ₓInₓO₇, обмежують інтервал твердих розчинів і обумовлюють відсутність індату SrLa₂In₂O₇.