중성자 짝분포 함수 분석을 이용한 강유전체 Bi4 xLaxTi3O12 의 국소구조 연구 (Local Structure of Ferroelectric Bi4 xLaxTi3O12 Studied Using a Neutron Pair Distribution Function Analysis)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 71권 / 10호 / 814 ~ 818페이지
· 저자명 : 정일경

초록

중성자 짝분포함수 분석과 reverse Monte Carlo (RMC) 모델링을 이용하여 Bi4 xLaxTi3O12 (x=0, 0.75, 1.5)의 국소구조를 연구하였다. x=0인 경우, Ti-O 원자쌍의 거리분포를 나타내는 짝분포함수는산소팔면체 중심에서 Ti 이온의 변위로 인해 비대칭적인 형태를 보인다. La 이온이 치환됨에 따라 Ti-O 짝분포함수 피크는 점점 대칭적이 되어가고 반치폭도 감소하였다. 이 결과는 La 이온의 치환으로 인해Ti 이온의 변위가 억제됨을 의미한다. Bi4 xLaxTi3O12 의 중성자 짝분포함수와 총산란에 대한 RMC 모델링을 통해 La 이온의 치환이 페로브스카이트 A-위치에 있는 Bi 이온의 국소구조에 큰 영향을 미친다는것을 확인하였다. 반면에 Bi2O2 층에 있는 Bi 이온의 국소구조는 상대적으로 덜 영향을 받았다. La 이온의 조성이 x=0.75와 1.5인 두 경우를 비교한 결과 추가적인 La 이온의 치환이 국소구조에 미치는 영향은 크지 않았고 이로부터 x=0.75에서 La 이온의 치환이 결정구조 안정화에 기여한다는 것을 알 수 있었다.

영어초록

Local structures of Bi4 xLaxTi3O12 (x=0, 0.75, 1.5) have been studied using neutron atomic pair distribution function analysis and reverse Monte Carlo (RMC) modeling. For x=0, the Ti-O bond-length distribution has an asymmetric shape, indicating an off-centering of the Ti ion inside the oxygen octahedron. As the La composition x increases, the Ti-O bond-length distribution becomes more symmetric and narrower, implying that the off-centering of the Ti ion is suppressed by La substitution. By using RMC modeling for the neutron-pair distribution function and the total scattering of Bi4 xLaxTi3O12 we show that the substitution of the La ion strongly affects the local environment of a Bi ion at the perovskite A-site. In contrast, the local structure of the Bi ion at the Bi2O2 layer remains relatively undisturbed. Between x=0.75 and 1.5, we find that an increased La content has no further noticeable effects on the local structures, which indicates an enhanced structural stability due to a La substitution of x=0.75.

참고자료

· 없음