Anisotropy of Thermal Expansion of Oxoborate Warwickite

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

In this paper, the transition metal oxoborate warwickite (Fe2+,Mg)Fe3+(BO3)O is studied for the first time by low- and high-temperature X-ray diffraction in the temperature range from 93 to 513 K. The sharply anisotropic nature of its thermal expansion is revealed. A structural interpretation of the expansion mechanism is given both in terms of the contribution of cationic and oxocentered polyhedra.

Sobre autores

Ya. Biryukov

Grebenshchikov Institute of Silicate Chemistry, Russian Academy of Sciences, 199034, St. Petersburg, Russia

Email: y.p.biryukov@gmail.com
Россия, 199034, наб. Макарова, 2, Санкт-Петербург

R Bubnova

Grebenshchikov Institute of Silicate Chemistry, Russian Academy of Sciences, 199034, St. Petersburg, Russia

Email: rimma_bubnova@mail.ru
Россия, 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2

S. Filatov

Saint Petersburg State University

Autor responsável pela correspondência
Email: filatov.stanislav@gmail.com
Russia, Saint Petersburg

Bibliografia

  1. Balaev A.D., Bayukov O.A., Vasil’ev A.D., Velikanov D.A., Ivanova N.B., Kazak N.V., Ovchinnikov S.G., Abd-Elmeguid M., Rudenko V.V. Magnetic and electrical properties of Fe1.91V0.09BO4 warwickite // J. of Experimental and Theoretical Physics. 2003. V. 97. P. 989–995.
  2. Platunov M.S., Kazak N.V., Knyazev Yu.V., Bezmaternykh L.N., Moshkina E.M., Trigub A.L., Veligzhanin A.A., Zubavichus Y.V., Solovyov L.A., Velikanov D.A., Ovchinnikov S.G. Effect of Fe-substitution on the structure and magnetism of single crystals Mn2–xFexBO4 // Journal of Crystal Growth. 2017. V. 475. P. 239–246.
  3. Kazak N.V., Belskaya N.A., Moshkina E.M., Bezmaternykh L.N., Vasiliev A.D., Sofronova S.N., Eremina R.M., Eremin E.V., Muftakhutdinov A.R., Cherosov M.A., Ovchinnikov S.G. Antiferromagnetism of the cation-ordered warwickite system Mn2–xMgxBO4 (x = 0.5, 0.6 and 0.7) // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2020. V. 507. P. 166820.
  4. Attfield J. Paul, Clarke John F., Perkins David A. Magnetic and crystal structures of iron borates // Physica B: Condensed Matter. 1992. V. 180–181. № 2. P. 581–584.
  5. Shimomura S., Nakamura S., Ikeda N., Kaneko E., Kato K., Kohn K. Structural properties of a mixed valence compound Fe2BO4 // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2017. V. 310. № 2. P. 793–795.
  6. Руднев В.В. Моноклинные железо-магниевые оксибораты гулситовой изоморфной серии // ЗВМО. 1996. № 1. С. 89–109.
  7. Кривовичев С.В., Филатов С.К., Семенова Т.Ф. Типы катионных комплексов на основе оксоцентрированных тетраэдров [OM4] в кристаллических структурах неорганических соединений // Усп. хим. 1998. Т. 67. № 2. С. 155–174.
  8. Бирюков Я.П., Бубнова Р.С., Филатов С.К., Гончаров А.Г. Синтез и термическое поведение оксобората Fe3O2(BO4) // Физика и химия стекла. 2016. Т. 42. С. 284–290.
  9. Бирюков Я.П., Филатов С.К., Вагизов Ф.Г., Зинатуллин А.Л., Бубнова Р.С. Термическое расширение антиферромагнетиков FeBO3 и Fe3BO6 вблизи температуры Нееля // Журн. структурной химии. 2018. Т. 59. С. 2041–2048.
  10. Бирюков Я.П., Бубнова Р.С., Дмитриева Н.В., Филатов С.К. Термическое поведение антиферромагнетиков FeBO3 и Fe3BO6 при отрицательных температурах // Физика и химия стекла. 2019. Т. 45. С. 184–188.
  11. Ehrenfest P. Phasenumwandlungen im weblichen und erweiterten Sinn, classifiziert nach den entsprechenden Singullaritaeten des thermodynamischen Potentiales // Proceedings Royal Acad. Amsterdam. 1933. V. 36. P. 153–157.
  12. Biryukov Y.P., Zinnatullin A.L., Bubnova R.S., Vagizov F.G., Shablinskii A.P, Filatov S.K., Shilovskikh V.V., Pekov I.V. Investigation of thermal behavior of mixed-valent iron borates vonsenite and hulsite containing [OM4]n+ and [OM5]n+ oxocentred polyhedra by in situ high-temperature Mossbauer spectroscopy, X-ray diffraction and thermal analysis // Acta Cryst. B. 2020. B76. № 4. P. 543–553.
  13. Biryukov Y.P., Zinnatullin A.L., Cherosov M.A., Shablinskii A.P., Yusupov R.V., Bubnova R.S., Vagizov F.G., Filatov S.K., Avdontceva M.S., Pekov I.V. Low-temperature investigation of natural iron-rich oxoborates vonsenite and hulsite: thermal deformations of crystal structure, strong negative thermal expansion and cascades of magnetic transitions // Acta Cryst. B. 2021. B77. P. 1021–1034.
  14. Biryukov Y.P., Zinnatullin A.L., Levashova I.O., Shablinskii A.P., Cherosov M.A., Bubnova R.S., Vagizov F.G., Krzhizhanovskaya M.G., Filatov S.K., Shilovskikh V.V., Pekov I.V. X-ray diffraction and Mossbauer spectroscopy study of oxoborate azoproite (Mg,Fe2+)2(Fe3+,Ti,Mg,Al)O2(BO3): an in situ temperature-dependent investigation (5 ≤ T ≤ 1650 K) // Acta Cryst. B. 2022. B78. P. 809–816.
  15. Bubnova R.S., Firsova V.A., Volkov S.N., Filatov S.K. RietveldToTensor: Program for Processing Powder X-Ray Diffraction Data under Variable Conditions // Glass Phys. Chem. 2018. V. 44. P. 33–40.
  16. Momma K., Izumi F. VESTA 3 for three-dimensional visualization of crystal, volumetric and morphology data // J. Appl. Crystallogr. 2011. V. 44. P. 1272–1276.
  17. Chezhina N., Korolev D., Bubnova R., Biryukov Y., Glumov O., Semenov V. Electronic structure of diluted SrFexTi1–xO3–δ solid solutions / J. of Solid State Chemistry. 2019. V. 274. P. 259–264.
  18. Bubnova R.S., Filatov S.K. High-Temperature borate crystal chemistry // Zeitschrift Fur Krist. 2013. V. 228. P. 395–428.
  19. Shannon R.D. Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides // Acta Cryst. A. 1976. V. 32. № 5. P. 751–767.
  20. Bubnova R., Volkov S., Albert B., Filatov S. Borates – crystal structures of prospective nonlinear optical materials: high anisotropy of the thermal expansion caused by anharmonic atomic vibrations // Crystals. 2017. V. 7. P. 1–32.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2.

Baixar (672KB)
Metadados
3.

Baixar (156KB)
Metadados
4.

Baixar (92KB)
Metadados
5.

Baixar (496KB)
Metadados
6.

Baixar (241KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Я.П. Бирюков, Р.С. Бубнова, С.К. Филатов, 2023