新颖多元稀土硫属化合物fPrSbTe、β-LaGaS3和La2Ga2GeSa的合成、结构、性能及理论研究

• 作 者: 李鹏
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院研究生院 中国科学院大学
• 发表日期: 2009年期
• 关键词: 稀土硫属化合物 固相反应 晶体结构 能带结构 合成表征

近几年来，含稀土元素的硫属化合物由于结构多样性，独特的成键作用和丰富的物理性质，引起了化学家们的广泛兴趣。本论文的主要内容是含有稀土元素的三类新颖硫属化合物PrSbTe，β-LaGaS3和La2Ga2GeS8的合成，结构，性能和理论研究。　　
第一章主要总结了三元稀土硫化物的研究现状，合成方法及本论文的研究内容。　　
第二章主要介绍所用的化学药品、测试仪器以及计算方法。　　
第三章在已知文献的基础上，探索合成了三元化合物PrSbTe。分析了由规则Sb层、zig-zag排列的Te层和Pr3+离子所组成的结构。由于镧系收缩的因为，导致原子间的作用发生了变化，使得RESbTe的结构也发生了变化。从LaSbTe和CeSbTe的Pmcn(62)变成PrSbTe的P4/nmm(129)。为了证明结构的正确性，我们用内标过的XRD图谱模拟了晶胞参数，得到了一致的结构，证明的PrSbTe四方晶系的可靠性。ICP测试结果也确认了化合物中元素的比例。理论计算表明PrSbTe是一个半金属的化合物，Pr与Sb/Te之间有离子键的相互作用，这与晶体结构是相互吻合的。　　
第四章主要介绍采用高温固相的方法成功合成的β-LaGaS3化合物，在已知文献的基础上对REGaS体系做出了进一步的拓展。我们通过单晶衍射和XRD分析的方法确定其结构和晶胞参数。紫外漫反射测试表明β-LaGaS3属于半导体化合物，通过测试非线性光学性能，我们了解到β-LaGaS3具有比较弱的二阶非线性性能。理论计算的结果验证了β-LaGaS3的半导体特性，其应为具有间接能隙的半导体化合物。　　
第五章讨论了化合物La2Ga2GeS8的合成，结构和电子结构。La2Ga2GeS8属于正交晶系，Cmc21(36)空间群，皮尔森符号为oC52。晶胞参数为：a=17．696(7)(A)，b=5．806(2)(A)，c=11．419(4)(A)，Z=4。它的结构可以看作是Ga-S四面体和Ge-S四面体所组成的层状结构沿着c方向堆积，而稀土离子La3+作为夹层离子位于层与层之间。量化计算表明La2Ga2GeS8是半导体的化合物。　　
第六章主要是对本论文的工作进行总结，并展望了下一阶段的工作重点。