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Stuffed Tridymite Structures: Synthesis, Structure, Second Harmonic Generation, Optical, and Multiferroic Properties
Chemistry - A European Journal ( IF 3.9 ) Pub Date : 2020-11-23 , DOI: 10.1002/chem.202004078 Anupam Bhim 1 , Jean‐Pascal Sutter 2 , Jagannatha Gopalakrishnan 1 , Srinivasan Natarajan 1
Chemistry - A European Journal ( IF 3.9 ) Pub Date : 2020-11-23 , DOI: 10.1002/chem.202004078 Anupam Bhim 1 , Jean‐Pascal Sutter 2 , Jagannatha Gopalakrishnan 1 , Srinivasan Natarajan 1
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The stuffed tridymite structure Ba(Zn/Co)1−xSi1−xM2xO4 (M=Al3+ and Fe3+) is explored for the possible multiferroic behavior and to develop new inorganic colored materials. The compounds were synthesized by employing conventional solid‐state chemistry methods in the temperature range 1100–1175 °C for 24 h. The powder X‐ray diffraction (PXRD) and Rietveld refinement studies indicate that the compounds stabilize in the P63 space group (no. 173). The refinement results were also rationalized by employing Raman spectroscopic studies. The compounds were found to be second harmonic generation (SHG) active and show weak ferroelectric behavior. The co‐substitution of Co2+ and Fe3+ in the structure gives rise to a weak ferromagnetic behavior to the compound, BaCo0.75Si0.75Fe0.5O4, making it a multiferroic material. The optical studies on the prepared compounds exhibited blue color (Co2+ in Td geometry), purple color (Ni2+ in Td geometry), and simultaneous substitution of Co2+ and Fe3+ gives rise to blue‐green color owing to metal‐to‐metal charge transfer (MMCT) effect.
中文翻译：
充填的鳞铁矿结构：合成，结构，二次谐波产生，光学和多铁性
研究了填充的鳞石英结构Ba（Zn / Co）1- x Si 1- x M 2 x O 4（M = Al 3+和Fe 3+）可能的多铁性行为并开发了新的无机有色材料。这些化合物是通过采用常规固态化学方法在1100-1175°C的温度范围内持续24 h合成的。粉末X射线衍射（PXRD）和Rietveld精制研究表明，化合物在P中稳定63个空间群（第173号）。通过采用拉曼光谱研究也使精炼结果合理化。发现该化合物具有二次谐波生成（SHG）活性，并且显示出弱的铁电性能。Co 2+和Fe 3+在结构中的共取代使化合物BaCo 0.75 Si 0.75 Fe 0.5 O 4的铁磁性能变弱，使其成为多铁性材料。对制备的化合物的光学研究显示为蓝色（T d几何形状为Co 2+），紫色（T d几何形状为Ni 2+）和Co 2+的同时取代Fe 3+由于金属间电荷转移（MMCT）效应而产生蓝绿色。
更新日期：2021-01-27
中文翻译：
充填的鳞铁矿结构：合成，结构，二次谐波产生，光学和多铁性
研究了填充的鳞石英结构Ba（Zn / Co）1- x Si 1- x M 2 x O 4（M = Al 3+和Fe 3+）可能的多铁性行为并开发了新的无机有色材料。这些化合物是通过采用常规固态化学方法在1100-1175°C的温度范围内持续24 h合成的。粉末X射线衍射（PXRD）和Rietveld精制研究表明，化合物在P中稳定63个空间群（第173号）。通过采用拉曼光谱研究也使精炼结果合理化。发现该化合物具有二次谐波生成（SHG）活性，并且显示出弱的铁电性能。Co 2+和Fe 3+在结构中的共取代使化合物BaCo 0.75 Si 0.75 Fe 0.5 O 4的铁磁性能变弱，使其成为多铁性材料。对制备的化合物的光学研究显示为蓝色（T d几何形状为Co 2+），紫色（T d几何形状为Ni 2+）和Co 2+的同时取代Fe 3+由于金属间电荷转移（MMCT）效应而产生蓝绿色。
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