Вплив заміщення атомів гадолінію на будову двошарової структури скандатів BaGd₂₋ₓDyₓSc₂O₇

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)O₉ 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)O₉. Такі зміни структури зумовлюють дестабілізацію міжблокового “зшиття” і є одними з основних причин руйнування шаруватої перовськітоподібної структури фаз BaGd₂₋ₓDyₓSc₂O₇ при x > 0,4. Результати дослідження можуть бути використані для цілеспрямованого регулювання структурно залежних властивостей матеріалів на основі скандату BaGd₂Sc₂O₇.