本项目将按照结构化学原理,设计B位离子为铬、铜等金属元素的不同结构的六方层状钙钛矿化合物,然后通过高温固相反应等方法合成化合物纯相。六方层状钙钛矿化合物结构可看作是由六方钙钛矿层与类石墨结构层交替排列而形成,锰、铬和铜等过渡元素都可能形成这种结构,但目前只合成了锰的六方层状钙钛矿化合物,其中BO6八面体是共面连接的。本项目旨在合成共顶点连接八面体构成的六方层状钙钛矿化合物,研究其结构和物理性质。共
新型钙钛矿化合物设计和合成一直是固体化学和凝聚态物理研究的重要课题,前期我们已经合成了六方层状钙钛矿化合物系列An+1MnnO3n+3(A2O)中的多个化合物,其结构是由六方钙钛矿层和类石墨结构的Ca2O层沿c轴交替排列构成,六方钙钛矿层中过渡金属八面体共面连接,本项目主要内容是探索共顶点连接八面体构成的六方层状钙钛矿化合物合成可能性。由于这种化合物中六方钙钛矿层被不具有磁性的Ca2O类石墨层分隔,因而是一种研究六方钙钛矿层中金属离子磁相互作用的理想模型化合物,其磁性质研究对于理解钙钛矿六方层中过渡金属离子的相互作用具有重要意义。本项目用铬和铜取代六方钙钛矿层中的部分锰离子,探索了B 位离子为铬或铜的六方层状钙钛矿化合物合成可能性。通过高温固相反应等方法合成了铜部分取代锰的化合物相,研究结果表明,铜只能部分取代六方层状钙钛矿化合物中的A位或B位离子,而且可取代量小于5%;当较大量的铜掺入后,六方层状钙钛矿结构被破坏。铬也可以部分取代掺入结构中,其取代格位及结构正在通过中子衍射确认。在目前已合成的化合物中,虽未有确凿证据证明其中的过渡金属八面体是共顶点连接的,但磁性能研究似乎显示某种可能性。