HP-Ca2Si5N8--a new high-pressure nitridosilicate: synthesis, structure, luminescence, and DFT calculations.
HP-Ca2Si5N8--a new high-pressure nitridosilicate: synthesis, structure, luminescence, and DFT calculations.
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HP-Ca2Si5N8——一种新型高压氮化硅酸盐：合成、结构、发光和DFT计算
DOI：
10.1002/chem.200800602
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发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Wolfgang Schnick
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
S. Rebecca Römer;Cordula Braun;Oliver Oeckler;Peter J. Schmidt;Peter Kroll;Wolfgang Schnick
HP-Ca 2Si 5 N8是利用多砧技术（6至12 GPa，900至1200 °C）从环境压力相Ca 2Si 5 N8开始通过高压高温合成获得的。 HP-Ca 2Si 5 N8属于正交晶系（Pbca（no. 61），a=1058.4（2），B=965.2（2），c=1366.3（3）pm，V=1395.7（7）× 106 pm 3，Z=8，R1=0.1191）。 HP-Ca 2Si 5 N8结构由具有N[2]和N[3]桥连的三维高度凝聚的氮硅酸盐框架构成。角共享的SiN 4四面体的波纹层通过另外的SiN 4单元互连。Ca 2+离子位于这些层之间，配位数分别为6+1和7+1。HP-Ca 2Si 5 N8以及假设的正交晶系o-Ca 2Si 5 N8（与Sr 2Si 5 N8和Ba 2Si 5 N8的环境压力变体同构）通过使用密度泛函计算被研究为高达100 GPa的Ca 2Si 5 N8的高压相。 经计算，HP-Ca 2Si 5 N8的转变压力为1.7 GPa，而o-Ca 2Si 5 N8不会被用作高压相。 研究了Ca_2Si_5N_8的两种不同分解途径（生成Ca_3N_2和Si_3N_4或生成CaSiN_2和Si_3N_4）及其压力依赖性。发现Ca 2Si 5 N8的压力诱导分解为CaSiN 2和Si 3 N4是优选的，并且Ca 2Si 5 N8在超过15 GPa的压力下不再是化学稳定的。 HP-Ca 2Si 5 N8：Eu 2+的发光研究（在365 nm处激发）揭示了在627nm处的宽带发射峰（FWHM=97 nm），类似于环境压力相Ca 2Si 5 N8：Eu 2+。
HP‐Ca2Si5N8was obtained by means of high‐pressure high‐temperature synthesis utilizing the multianvil technique (6 to 12 GPa, 900 to 1200 °C) starting from the ambient‐pressure phase Ca2Si5N8. HP‐Ca2Si5N8crystallizes in the orthorhombic crystal system (Pbca(no. 61),a=1058.4(2),b=965.2(2),c=1366.3(3) pm,V=1395.7(7)×106pm3,Z=8,R1=0.1191). The HP‐Ca2Si5N8structure is built up by a three‐dimensional, highly condensed nitridosilicate framework with N[2]as well as N[3]bridging. Corrugated layers of corner‐sharing SiN4tetrahedra are interconnected by further SiN4units. The Ca2+ions are situated between these layers with coordination numbers 6+1 and 7+1, respectively. HP‐Ca2Si5N8as well as hypothetical orthorhombic o‐Ca2Si5N8(isostructural to the ambient‐pressure modifications of Sr2Si5N8and Ba2Si5N8) were studied as high‐pressure phases of Ca2Si5N8up to 100 GPa by using density functional calculations. The transition pressure into HP‐Ca2Si5N8was calculated to 1.7 GPa, whereas o‐Ca2Si5N8will not be adopted as a high‐pressure phase. Two different decomposition pathways of Ca2Si5N8(into Ca3N2and Si3N4or into CaSiN2and Si3N4) and their pressure dependence were examined. It was found that a pressure‐induced decomposition of Ca2Si5N8into CaSiN2and Si3N4is preferred and that Ca2Si5N8is no longer thermodynamically stable under pressures exceeding 15 GPa. Luminescence investigations (excitation at 365 nm) of HP‐Ca2Si5N8:Eu2+reveal a broadband emission peaking at 627 nm (FWHM=97 nm), similar to the ambient‐pressure phase Ca2Si5N8:Eu2+.
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