Cooperative Pseudo Jahn Teller distortion derives phase transitions in bismuth oxide
Cooperative Pseudo Jahn Teller distortion derives phase transitions in bismuth oxide
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协同伪 Jahn Teller 畸变导致氧化铋中的相变
DOI：
10.1016/j.matchemphys.2023.127534
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发表时间：
2023
影响因子：
4.6
通讯作者：
Vashaee, Daryoosh
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Dsouza, Kelvin;Vashaee, Daryoosh
氧化铋具有一系列复杂的结构，具有各种技术重要性的广泛特性。我们使用原位加热 X 射线衍射数据推导出相变路径，证明了 α、β、δ 和 γ 的四种多晶型。我们证明，观察到的相变是由于混合基态 Bi6s 和激发态 Bi6p 态而产生的晶体中协同伪 Jahn-Teller 畸变所致。利用电子定位函数和晶体轨道理论，我们探讨了Bi3+孤电子对在二级相变中的作用。研究发现，O2p态在稳定孤对电子活性方面发挥着关键作用，这会导致伪Jahn Teller畸变协同诱导相变。
Bismuth oxide exhibits a complex array of structures with a broad range of properties of various technological importance. We derive the phase transition pathway using the in-situ heating X-ray diffraction data, evidencing four polymorphs of α, β, δ, and γ. We prove that the observed phase transitions are due to the cooperative pseudo-Jahn-Teller distortion in the crystal originating from mixing the ground state Bi6sand excited Bi6pstates. Using the electron localization function and crystal orbital theory, we explore the role of the Bi3+lone pair in the second-order phase transition. It is found that the O2pstates have a critical role in stabilizing the lone pair activity, which leads to a pseudo-Jahn Teller distortion cooperatively inducing the phase transition.
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