人工晶体学报

作者：焦思慧, 吴红萍, 俞洪伟

单位：天津理工大学功能晶体研究院,天津 300384

关键词：稀土硼酸盐,高温溶液法,晶体结构,B—O框架,第一性原理计算,双折射,

基金：国家自然科学基金(52322202,22071179);天津市自然科学基金(20JCJQJC00060,21JCJQJC00090)

利用高温溶液法合成了首例结构中同时含有零维[B3O6]基元和一维B—O链的稀土硼酸盐晶体CsBa2ScB8O16,该晶体属于三斜晶系,空间群为P1,晶胞参数为a=6.698 5 Å,b=7.216 Å,c=14.798 Å,α=97.563°,β=95.226°,γ=95.546°,Z=2。该晶体中的[BO3]与[B4O9]基元通过共享氧原子连接形成一维[B5O10]∞链,[Sc(1)O6]八面体与一维[B5O10]∞链通过共享氧原子形成二维[Sc(1)(B4O9)]∞层,层间由[Sc(2)O6]八面体连接形成Sc—B—O三维框架。孤立的[B3O6]基元与Cs+、Ba2+填充在三维孔道内维持电荷平衡。为了进一步探索CsBa2ScB8O16结构的新颖性,将该晶体与其他含有碱金属或碱土金属的稀土硼酸进行比较,讨论了阳离子与硼的摩尔比(n(A)/n(B))对B—O基元的聚合度及B—O阴离子框架维度的影响。此外,对化合物进行了红外光谱、紫外-可见-近红外漫反射光谱,以及热学行为等表征测试,并基于第一性原理计算对化合物微观电子层面进行了计算分析。结果表明CsBa2ScB8O16的紫外截止边小于190 nm,双折射为0.072@1 064 nm,其光学特性主要由[B3O6]基元、[B5O10]基元和[ScO6]多面体贡献。

来源：2024年第9期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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