Structures and Phase Transition of Vaterite-Type Rare Earth Orthoborates:  A Neutron Diffraction Study

Abstract

The structure of vaterite-type rare earth orthoborate (LnBO3) has long been a subject of interest and controversy. In the present work, the crystal structures of two polymorphs of the vaterite-type rare earth orthoborates, i.e., the low- and high-temperature modifications of (Y0.92Er0.08)BO3, were solved and refined from neutron powder diffraction data. The low-temperature polymorph crystallizes in a C-centered monoclinic cell with C2/c space symmetry, the unit cell parameters being a = 11.3138(3) Å, b = 6.5403(2) Å, c = 9.5499(2) Å, and β = 112.902(1)°. The boron atoms in the structure are all tetrahedrally coordinated and form the three-membered ring borate B3O9 groups. The high-temperature form crystallizes in a new structure type in a monoclinic cell with C2/c space symmetry, and the unit cell constants a = 12.2019(3) Å, b = 7.0671(2) Å, c = 9.3424(2) Å, and β = 115.347(1)°. The borate groups in the high-temperature structure are all isolated flat BO3 triangles. As far as the structural chemistry is concerned, both structures are different from the typical CaCO3 vaterite. However, they do share some common features, particularly the packing fashion of the cations, which results in similarly looking X-ray diffraction patterns as that of the typical vaterite.

Рентгенографические Исследования Реальной Структуры Ортобората Иттрия YBO-=SUB=-3-=/SUB=-

“…Такой вопрос, однако, существует для ортобо-рата иттрия YBO 3 . До сих пор возникают разногласия по поводу его структуры при комнатной температу-ре как таковой и структуры его высокотемператур-ной фазы [15][16][17][18][19][20][21][22][23][24][25]. Так, на основе базы структурных данных PDF-2 в обоих случаях борат иттрия имеет гексагональную решетку фатерита и пространственную группу (пр.…”

“…Это же утверждается и в работах [15][16][17][18][19][20][21][22][23]. В то же время в работах [24,25] сделано заключение, что реальная структура YBO 3 имеет моноклинную кристаллическую ячейку и пр. гр.…”

Kati-Hal Yöntemi̇ İle Düşük Sicakliklarda Labo3 Üreti̇mi̇ Ve Karakteri̇zasyonu

“…Rare earth borates` high ultraviolet transparency, large electronic band gaps, chemical and environment stability and exceptional optical damage threshold make them optimum material for many practical applications such as gas discharge panels. Also Eu 3+ doped yttrium and lanthanide orthoborates have proven to be potential candidates for new flat-panel display technologies (Badan et al, 2012;Lin, 2004).…”

Аномальная зависимость интенсивности рентгеновских рефлексов Cs-=SUB=-2-=/SUB=-SO-=SUB=-4-=/SUB=- от размера и формы кристаллитов

“…Недавно мы опубликовали работу, посвященную влиянию формы кристаллитов на интенсивности рент-геновских рефлексов нанокристаллических порошков YBO 3 , синтезированных из аморфных прекурсоров [14]. Выбор ортобората иттрия был обусловлен тем, что существовали разногласия по поводу его структуры при комнатной температуре как таковой и структу-ры его высокотемпературной фазы, образующейся при температуре ∼ 1000 • C [15][16][17][18][19][20][21][22][23][24][25]. Так в базе структур-ных данных PDF-2 считалось, что в обоих случаях борат иттрия имеет гексагональную решетку фатерита и пространственную группу симметрии S.G. P63/m для низкотемпературной фазы и S.G. P63/mmc для высокотемпературной фазы.…”

“…Это же утверждается и в работах [15][16][17][18][19][20][21][22][23]. В то же время в работах [24,25] делается утверждение, что реальная структура имеет моноклинную кристаллическую ячейку и пространствен-ную группу симметрии C2/c. Более того в работе [24] приводятся литературные данные о структурных состоя-ниях с пространственными группами симметрии P−6c2, P63/m, R32, C2/c.…”