Новые оксотеллуриты гадолиния: синтез и характеристика

Методом керамической технологии с твердофазным взаимодействием оксидов Gd₂O₃ и TeO₂ с карбонатами MgCO₃, CaCO₃ синтезированы оксотеллуриты гадолиния GdMeTeO_4,5 (Me–Mg, Сa). Рентгенографические характеристики получены при помощи порошкового дифрактометра Empyrean и специализированных программ Data Collector версии 7.7h и X'Pert HighScore Plus с использованием баз данных Crystallography Open Database и PDF-2. На основании рентгенографических исследований установлено, что синтезированные теллуриты кристаллизуются в тетрагональной сингонии. Достоверность и корректность результатов индицирования подтверждают удовлетворительное совпадение величин экспериментальных и расчетных параметров кристаллической решетки, объемов элементарных ячеек, рентгеновской и пикнометрической плотностей. Исследованием температурной зависимости электросопротивления теллурита гадолиния – магния установлено, что соединение может обладать полупроводниковыми свойствами с шириной запрещенной зоны ∆Е = 2,64 ± 0,13 ∙ 10^–2 эВ. Результаты могут быть использованы для синтеза и изучения новых производных теллура и редкоземельных элементов и представляют интерес для электронной технологии. Рентгенографические характеристики новых теллуритов s-, f-элементов являются исходными материалами для включения в фундаментальные банки данных и справочники. 

1. Perovskite oxides: preparation, characterizations, and applications in heterogeneous catalysis / J. Zhu [et al.] // ACS Catal. – 2014. –Vol. 4, № 9. – P. 2917–2940. https://doi.org/10.1021/cs500606g

2. A-site perovskite oxides: an emerging functional material for electrocatalysis and photocatalysis / X. Li [et al.] // J. Mater. Chem. A. – 2021. – Vol. 9, № 11. – P. 6650–6670. https://doi.org/10.1039/d0ta09756j

3. Unique synthesis, structure determination, and optical properties of seven new layered rare earth tellurite nitrates, RE(TeO3)(NO3) (RE = La, Nd, Eu, Gd, Dy, Er, and Y) / H. E. Lee [et al.] // J. Alloys Compd. – 2021. – Vol. 851. – P. 156855. https://doi.org/10.1016/j.jallcom

4. Experiment and first-principles calculations of A2Mg2TeB2O10 (A = Pb, Ba): influences of the cosubstitution on the structure transformation and optical properties / M. Wen [et al.] // Inorg. Chem. – 2019. Vol. 58, № 16. – P. 11127–11132. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.9b01693

5. Tailored fabrication of a prospective acousto–optic crystal TiTe3O8 endowed with high performance / W. Lu [et al.] // J. Mater. Chem. C. – 2018. – Vol. 6, № 10. – P. 2443–2451. https://doi.org/10.1039/c7tc05382g

6. Bulk characterization methods for non-centrosymmetric materials: second-harmonic generation, piezoelectricity, pyroelectricity, and ferroelectricity / K. M. Ok [et al.] // Chem. Soc. Rev. – 2006. – Vol. 35, № 8. – P. 710. https://doi.org/10.1039/b511119f

7. The synthesis and crystal structures of the first rare-earth alkaline-earth selenite chlorides MNd10(SeO3)12Cl8 (M=Ca and Sr) / P.S. Berdonosov [et al.] // J. Solid State Chem. – 2007. – Vol. 180. – P. 3019–3025. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2007.08.019

8. Synthesis and characterization of ammonium potassium tellurium polyoxomolybdate: (NH4)2K2TeMo6O22·2H2O with one-dimensional anionic polymeric Chain [TeMo6O22]4− / L. Geng [et al.] // Crystals. – 2021. – Vol. 11, № 4. – P. 375. https://doi.org/10.3390/cryst11040375

9. A review of the structural architecture of tellurium oxycompounds / A. G. Christy [et al.] // Mineral. Mag. – 2016. – Vol. 80, № 3. – P. 415–545. https://doi.org/10.1180/minmag.2016.080.093

10. Heat capacity and thermodynamic functions of thulium tellurites in the range of 298.15–673 / K. T. Rustembekov [et al.] // Rus. J. Phys. Chem. A. – 2016. – Vol. 90, № 2. – P. 263–266. https://doi.org/10.1134/s0036024416020266

11. X-ray diffraction and thermodynamic characteristics for tellurite of the composition Li2 CeTeO5 / K. T. Rustembekov [et al.] // Rus. J. Phys. Chem. A. – 2017. – Vol. 91, № 4. – P. 622–626. https://doi.org/10.1134/S0036024417040252

12. Thermodynamic and Electrophysical Properties of La2SrNiTeO7 / K. T. Rustembekov [et al.] // Rus. J. Phys. Chem. A. – 2019. – Vol. 93, № 9. – P. 1657–1661. https://doi.org/10.1134/S0036024419090206

13. Кивилис, С. С. Техника измерения плотности жидкостей и твердых тел / С. С. Кивилис. – М.: Стандартгиз, 1959. – 192 с.

14. Измеритель RLC (LCR-781): рук. по эксплуатации. – M.: ЗАО «ПриСТ», 2012. – С. 3.

15. Кузнецова, Г. А. Качественный рентгенофазовый анализ: метод. указания / Г. А. Кузнецова. – Иркутск, 2005. – 28 с.

16. Crystallography Open Database [Electronic Resources]. – Mode of access: http://www.crystallography.net/cod/result.php. – Date of access: 11.11.2023.

17. Рентгенографические, термодинамические и электрофизические свойства двойного теллурита натрия-цинка / К. Т. Рустембеков [и др.] // Изв. Том. политехн. ун-та. – 2009. – Т. 315, № 3. – С. 16–19.

18. Thermodynamics and Electrophysics of New LaCaCuZnMnO6 Copper – Zinc Manganite of Lanthanum and Calcium / B. K. Kasenov [et al.] // High Temp. – 2022. – Vol. 60. – P. 474–478. https://doi.org/10.1134/s0018151x22020225

19. Сегнето-и антисегнетоэлектрики семейства титаната бария / Ю. Н. Веневцев [и др.]. – М.: Химия, 1985. – 255 с.

20. Введение в химию твердофазных материалов / Ю. Д. Третьяков [и др.]. – М.: Наука, 2006. – 399 c.

21. Химическая энциклопедия. – М.: Совет. Энцикл., 1990. – Т. 2. – С. 1110–1111.