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题名	极性金属间化合物的合成、晶体结构、能带结构和性质
作者	孙忠明
学位类别	博士
答辩日期	2006-05-18
授予单位	中国科学院福建物质结构研究所
授予地点	福建物质结构研究所
导师	毛江高
关键词	极性金属间化合物 Zintl 高温固相反应 晶体结构 混合阳离子法 磁性 电导性
学位专业	物理化学(含：化学物理)
中文摘要	自上世纪30年代Edward Zintl开展金属间体系的工作以来，有关金属间化合物的研究引起了化学家们的极大兴趣，这主要归因于它们在理论化学和结构化学上的重要学术意义以及在新型半导体、超导、信息存储和磁性材料等方面的广泛应用。本论文的主要工作是新颖金属间化合物的合成、结构和性能表征。通过高温固相反应得到了9个新型金属化合物：Li2Y5In9, Sm3In5, Ca6Cu2Sn7, Yb7Ni4Sn13, Sm2NiSn4, EuBi2, Sr5In2Bi6, BaAg1.84Bi2，和CaAgBi。通过电镜分析及单晶X-射线衍射确定了这些化合物的晶体结构并对它们的能带结构、化学键、磁性、导电性及粉末衍射进行了研究。 第三章报道了化合物Li2Y5In9和Sm3In5的合成、晶体结构和化学键。Li2Y5In9的阴离子构型为波浪状的In9二维层，该层是由两种不同的In5四方锥通过蝴蝶型的In4单元连接而成。In9层相互堆积沿c轴形成两种大小不同的孔洞，分别被Y和Li原子占据。 Sm3In5的阴离子构型为In5四方锥，这些In5四方锥通过弱的In-In键相互连接，形成三维网状结构。采用扩展休克尔方法量化计算表明Li2Y5In9和Sm3In5都具有金属性。 第四章描述了3个富Sn化合物Ca6Cu2Sn7, Sm2NiSn4和Yb7Ni4Sn13的合成、晶体结构、电子结构及性能表征。化合物Ca6Cu2Sn7是三维空旷骨架结构，[Cu2Sn3]层通过新颖的Sn4四聚体连接沿b轴形成“Cu4Sn12”十六员环孔道，Ca2+离子填充在这些孔道之中。Sm2NiSn4可以看作介于ZrSi2和CeNiSi2之间的一种过渡结构类型，在该化合物中，“之”字型一维Sn链和Sn四方格子通过Ni原子相互连接，形成波浪型的[NiSn4]6-二维层。[NiSn4]6-层相互堆积沿b轴形成“赝式孔道”，Sm3+离子填充在这些孔道之中。Yb7Ni4Sn13与文献中报道的化合物Ca7Ni4Sn13同构，该化合物有两种结构基元，平面正方Sn5单元和由“鼓”型[Ni4Sn4Sn8/2]簇共面连接组成的一维簇链。以上两种结构单元通过强的Ni-Sn键和Sn-Sn键连接，形成三维网状结构。导电性测量和量化计算结果表明这些化合物都具有金属性。磁性测量表明Ca6Cu2Sn7具有与温度无关的Pauli顺磁性； Sm2NiSn4在17K以上具有范弗莱克顺磁性，随着温度降低，在17K出现反铁磁性转变。Yb7Ni4Sn13有混价性质，化合物中Yb2+和Yb3+共存，磁性测量表明Yb3+比例很少，约占7%。 第五章讨论了四个铋化物EuBi2, Sr5In2Bi6, CaAgBi和BaAg1.84Bi2。EuBi2属于HfGa2结构类型，其阴离子结构由“之”字型一维Bi-链和二维Bi-四方格子组成。根据Zintl规则，EuBi2可以写成Eu2+(Bichain)-(Bisquare)-。Sr5In2Bi6属于Ca5Al2Bi6结构类型，其阴离子[In2Bi6]10-为一维双链结构，Sr2+填充在双链堆积形成的空间之中。扩展休克尔量化计算表明Sr5In2Bi6具有半导体性质，带隙约1.5eV。磁性测量表明Sr5In2Bi6为抗磁性。CaAgBi属于LiGaGe构型，其阴离子构型为三维网状，Ca2+离子填充在由[Ag3Bi3]六员环组成的孔道之中。BaAg1.84Bi2属于CaBe2Ge2结构类型，由波浪型的[Ag2Bi2]层通过Ag-Bi键相互连接而成三维网状，量化计算表明BaAg1.84Bi2具有金属性。
语种	中文
公开日期	2013-05-09
页码	107
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.fjirsm.ac.cn/handle/350002/7830]
专题	福建物质结构研究所_中科院福建物质结构研究所_学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	孙忠明. 极性金属间化合物的合成、晶体结构、能带结构和性质[D]. 福建物质结构研究所. 中国科学院福建物质结构研究所. 2006.

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