On the limiting thickness of the Perovskite-like block in the Aurivillius phases in the Bi2O3-Fe2O3-TiO2 system
Abstract
The stability of the Aurivillius phases in the system Bi2O3-Fe2O3-TiO2 was investigated. Structural and physicochemical parameters, allowing to calculate the limits of the length of the homologous series of the compounds Bin+1Fen-3Ti3O3n+3 were identified. It was found that the maximum thickness of a perovskite-like block of these compounds is ~ 3.7 nm.
About the Authors
N. A. Lomanova
Ioffe Physical Technical Institute
Russian Federation
Russian Federation
Researcher
Saint Petersburg
V. V. Gusarov
Saint Petersburg State Technological Institute (Technical University)
Russian Federation
Russian Federation
Head of the Department of Physical Chemistry, Doctor of Sciences, Professor
Saint Petersburg
References
1. Смоленский Г.А., Исупов В.А., Аграновская А.И. Новая группа сегнетоэлектриков (со слоистой структурой), I // Физика твердого тела. — 1959. — 1(1). — C. 169–170.
2. Scott J. F. Nanoferroelectrics: statics and dynamics // J. Phys.: Condens. Matter. — 2006. — V. 18. — P. 361–386.
3. Rao C.N.R., Raveau B. Transition metal oxides: structure, properties and synthesis of ceramic oxides. — New York: Wiley-VCH, 1998. — P. 74–75.
4. Isupov V.A. Curie temperatures of A𝑚−1Bi2M𝑚O3𝑚+3 layered ferroelectrics // Neorg. Mater. — 1997. — 33(9). — P. 1106–1110.
5. Srinivas A., Mahesh Kumar M., Suryanarayana S.V., Bhimasankaram T. Investigation of dielectric and magnetic nature of Bi7Fe3Ti3O21 // Mater. Res. Bull. — 1999. — 34(6). — P. 989–996.
6. Srinivas A., Kima Dong-Wan, Honga Kug Sun, Suryanarayana S.V. Study of magnetic and magnetoelectric measurements in bismuth iron titanate ceramic-Bi8Fe4Ti3O24 // Mater. Res. Bull. — 2004. — V. 39. — P. 55–61.
7. Jang J.S., Yoon S.S., Borse P.H. et al. Syntesis and characterization of aurivillius phase Bi5Ti3FeO15 layered perovskite for visible light photocatalysis // J. Cer. Soc. of Japan. — 2009. — 117(11). — P. 1268–1272.
8. Aurrivillius B. Mixed bismuth oxides with layer lattices, I // Ark. Kemi. — 1949. — 1(1). — P. 463–471.
9. Aurrivillius B. Mixed bismuth oxides with layer lattices, II // Ark. Kemi. — 1949. — 1(1). — P. 499–512.
10. Aurrivillius B. Mixed bismuth oxides with layer lattices, III // Ark. Kemi. — 1950. — 1(2). — P. 519–528.
11. Ломанова Н.А., Морозов М.И., Уголков В.Л., Гусаров В.В. Свойства фаз Ауривиллиуса в системе Bi4Ti3O12–BiFeO3 // Неорган. матер. — 2006. — 42(2). — C. 189–195.
12. Newnham R.E., Wolfe R.W., Dorrain J.F. // Mater. Res. Bull. — 1971. — 6. — P. 1029.
13. Shannon R.D., Prewitt C.T. Effective ionic radii in oxides and fluorides // Acta cristallogr. B. — 1969. — V. 25, No. 6. — P. 928–929.
14. Lundberg M., Hutchison L. J., Smith D. The structure of Bi15Ti9Fe11O57 and related compounds derived by high-resolution electron microscopy // J. Sol. St. Chem. — 1989. — 80. — P. 178–188.
15. Hyatt N. C., Hriljac J. A., Comyn T. P.Cation disorder in Bi2Ln2Ti3O12 Aurivillius phases (Ln=La, Pr, Nd and Sm) // Mater. Res. Bull. — 2003. — 38. — P. 837–846.
16. Hervoches C.H., Lightfoot P. A variable-temperature powder neutron diffraction study of ferroelectric Bi4Ti3O12 // Chem. Mater. — 1999. — 11. — P. 3359.
17. Исмаилзаде И.Г., Нестеренко В.И., Миришли Ф.А., Рустамов П.Г. Рентгенографическое исследование системы Bi4Ti3O12–BiFeO3 // Кристаллография. — 1967. — 12(3). — C. 468–473.
18. Ломанова Н.А., Морозов М.И., Уголков В.Л., Гусаров В.В. Свойства фаз Ауривиллиуса в системе Bi4Ti3O12–BiFeO3 // Неорган. матер. — 2006. — 42(2). — C. 189–195.
19. Морозов М.И., Гусаров В.В. Синтез соединений типа A𝑚−1Bi2M𝑚O3𝑚+3 в системе Bi4Ti3O12–BiFeO3 // Неорган. матер. — 2002. — 38(7). — C. 867–874.
20. Jartych E., Mazurek M., Lisinska-Czekaj A., Czekaj D. Hyperfine interactions in some Aurivillius Bi𝑚+1Fe𝑚−3Ti3O3𝑚+3 compounds // J. Magnetism and Magnetic Mater. — 2010. — No. 322. — Р. 51–55.
21. Гусаров В.В. Слоистые соединения и слоистые гетеронаноструктуры // Тез. докл. XV Междунар. конф. по химической термодинамике в России, Москва, 2005. — C. 26.
22. Морозов М.И., Ломанова Н.А., Гусаров В.В. Особенности образования BiFeO3 в смеси оксидов висмута и железа (III) // Журн. общей химии. — 2003. — 73(11). — C. 1772–1776.
23. Ломанова Н.А., Гусаров В.В. Фазовые состояния в разрезе BiFeO3–Bi4Ti3O12 системы Bi2O3–TiO2– Fe2O3 // Журн. неорган. химии. — 2010. — 55(10). — C. 1634–1638.
24. Krzhizhanovskaya M., Filatov S., Gusarov V., Paufler P., Bubnova R., Morozov M., Meyer D.C. Aurivillius phases in the Bi4Ti3O12–BiFeO3 system: thermal behaviour and crystal structure // Z. Anorg. Allg. Chem. — 2005. — 631. — P. 1603–1608.
25. Hervoches C.H., Snedden A., Riggs R. et al. Structural behavior of the four-layer Aurivillius-phase ferroelectrics SrBi4Ti4O15 and Bi5Ti3FeO15 // J. Solid St. Chem. — 2002. — 164(2). — P. 280–291.
26. Lomanova N.A., Semenov V.G., Panchuk V.V., Gusarov V.V. (in print).
27. Александров К.С., Безносиков Б.В. Перовскитоподобные кристаллы. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1997. — 216с.
28. Химические применения мессбауэровской спектроскопии / Под ред. Гольданского В.И. — М.: Мир, 1970.
Review
For citations:
Lomanova N.A., Gusarov V.V. On the limiting thickness of the Perovskite-like block in the Aurivillius phases in the Bi2O3-Fe2O3-TiO2 system. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2011;2(3):93-101. (In Russ.)
Views:
36
Email this article 