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Topotactic synthesis and crystal structure of a highly fluorinated Ruddlesden-Popper-type iron oxide, Sr$$_{3}$$Fe$$_{2}$$O$$_{5+x}$$F$$_{2-x}$$ (x $${approx}$$ 0.44)

高いフッ素含有率を有するRuddlesden-Popper型鉄酸化物Sr$$_{3}$$Fe$$_{2}$$O$$_{5+x}$$F$$_{2-x}$$(x$${approx}$$0.44)のトポタクティック合成と結晶構造解析

辻本 吉廣*; 山浦 一成*; 林 直顕*; 樹神 克明  ; 井川 直樹 ; 松下 能孝*; 勝矢 良雄*; 白子 雄一*; 赤荻 正樹*; 室町 英治*

Tsujimoto, Yoshihiro*; Yamaura, Kazunari*; Hayashi, Naoaki*; Kodama, Katsuaki; Igawa, Naoki; Matsushita, Yoshitaka*; Katsuya, Yoshio*; Shirako, Yuichi*; Akaogi, Masaki*; Muromachi, Eiji*

トポタクティック合成法を用いることで、従来法よりもフッ素含有率の高いRuddlesden-Popper型鉄酸化物を合成することに成功した。粉末中性子回折,放射光X線回折及び$$^{57}$$Feメスバウアー法によってその結晶構造を解析したこところ、合成した物質は化学式がSr$$_{3}$$Fe$$_{2}$$O$$_{5+x}$$F$$_{2-x}$$(x$${approx}$$0.44)であり、室温における格子定数が${it a}$=0.387264(6)nm及び${it c}$=2.13465(6)nm、陰イオン欠陥のない正方晶オキシフッ化ペロブスカイト型構造を有する新規物質であることがわかった。また、この物質中でフッ素イオンは酸化物イオンとともに、鉄を中心とした四角錐の頂点に位置する結晶サイトを選択的に占有することを明らかにした。

Topotactic reaction of the Ruddlesden-Popper phase Sr$$_{3}$$Fe$$_{2}$$O$$_{7-delta}$$ ($$delta$$ $${approx}$$ 0.18) with polytetrafluoroethylene yields a highly fluorinated phase Sr$$_{3}$$Fe$$_{2}$$O$$_{5+x}$$F$$_{2-x}$$ (x $${approx}$$ 0.44), compared with Sr$$_{3}$$Fe$$_{2}$$O$$_{6}$$F$$_{0.87}$$ prepared by the reaction of Sr$$_{3}$$Fe$$_{2}$$O$$_{6}$$ and F$$_{2}$$ gas. Structure analyses based on powder neutron diffraction, synchrotron powder diffraction, and $$^{57}$$Fe M$"o$ssbauer spectroscopy measurements demonstrate that the new oxyfluoride perovskite has no anion deficiencies and adopts the tetragonal structure (space group ${it I}$4/${it mmm}$) with lattice constants ${it a}$ = 3.87264(6) ${AA}$ and ${it c}$ = 21.3465(6) ${AA}$ at room temperature. The fluoride ions preferentially occupy the terminal apical anion sites with oxide ions in a disordered manner, which results in square pyramidal coordination around iron.

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分野:Chemistry, Physical

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