Electronic pseudogap-driven formation of new double-perovskite-like borides within the Sc2Ir6-xTxB (T = Pd, Ni; x = 0-6) series.
Electronic pseudogap-driven formation of new double-perovskite-like borides within the Sc2Ir6-xTxB (T = Pd, Ni; x = 0-6) series.
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Sc2Ir6-xTxB（T = Pd，Ni；x = 0-6）系列中新型双钙钛矿型硼化物的电子赝能隙驱动形成
DOI：
10.1021/acs.inorgchem.5b00292
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发表时间：
2015
影响因子：
4.6
通讯作者：
B. P. T. Fokwa
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
M. Hermus;J. P. Scheiffers;R. St. Touzani;B. P. T. Fokwa
对假想的三元双钙钛矿状相“Sc2 T6 B（T = Ir，Pd，Ni）”的电子态密度的分析揭示了在61和68价电子（VE）之间存在深而大的赝能隙以及在69 VE处的强峰。随后，晶体轨道汉密尔顿布居（COHP）成键分析表明，杂原子T-B和Sc-T相互作用在Sc2 Ir 6 B（63 VE）中得到优化，但在“Sc2 Pd 6 B（69 VE）”和“Sc2 Ni 6 B（69 VE）"中没有，因此表明这些富含VE的相的稳定性较差。这些发现指出了通过化学取代发现新的双钙钛矿状硼化物的可能性，并导致对Sc2 Ir 6-xPdxB和Sc2 Ir 6-xNixB（x= 0-6; VE = 63-69）系列的研究，其中粉末样品和单晶通过电弧熔化元素合成。在x = 0-5和VE = 63-68的Sc 2 Ir 6-xPdxB和Sc 2 Ir 6-xNixB的粉末衍射图中观察到超结构反射，从而表明这些相以双钙钛矿状Ti 2 Rh 6 B型结构（空间群Fm 3 μ m，Z= 4）结晶。单晶和Rietveld细化的结果证实和扩展这些发现，因为Pd（或Ni）被发现专门与Ir混合在所有四元组合物。对于x = 6，没有观察到超结构反射，与69个VE相的理论预期一致。
Analysis of the electronic density of states of the hypothetical ternary double-perovskite-like phases “Sc2T6B (T = Ir, Pd, Ni)” reveals the presence of deep and large pseudogaps between 61 and 68 valence electrons (VE) as well as a strong peak at 69 VEs. Subsequently, crystal orbital Hamilton population (COHP) bonding analysis shows that the heteroatomic T–B and Sc–T interactions are optimized in Sc2Ir6B (63 VE) but not in “Sc2Pd6B (69 VE)” and “Sc2Ni6B (69 VE)”, thus indicating less stability for these VE-richer phases. These findings point out the possibility of discovering new double-perovskite-like borides through chemical substitution and lead to the study of the Sc2Ir6–xPdxB and Sc2Ir6–xNixB (x= 0–6; VE = 63–69) series, for which powder samples and single crystals were synthesized by arc melting the elements. Superstructure reflections were observed in the powder diffractograms of Sc2Ir6–xPdxB and Sc2Ir6–xNixB forx= 0–5 and VE = 63–68, thereby showing that these phases crystallize in the double-perovskite-like Ti2Rh6B-type structure (space groupFm3̅m,Z= 4). Single-crystal and Rietveld refinement results confirm and extend these findings because Pd (or Ni) is found to mix exclusively with Ir in all quaternary compositions. Forx= 6, no superstructure reflections were observed, in accordance with the theoretical expectation for the 69 VE phases.
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