고온 엑스선 분말 회절을 이용한 페로브스카이트 옥시나이트라이드 SrNbO2N와 SrTaO2N의 결정구조 변화 연구 (High-Temperature X-ray Powder Diffraction Studies on Perovskite Oxynitrides SrNbO2N and SrTaO2N)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 67권 / 1호 / 7 ~ 11페이지
· 저자명 : 손영국, 정일경

초록

페로브스카이트 옥시나이트라이드는 산소 중 일부를 질소가 치환하여 ABO$_2$N의 조성을 가지는 물질이다. 질소의 치환으로 인해 BO$_4$N$_2$ 팔면체의 찌그러짐이 발생하고 팔면체의 기울어짐과 B 이온의 변위로 인해 전기적, 자기적, 광학적 성질들이 변한다. 본 실험에서는 고온 엑스선 분말 회절 실험을 이용하여 30~$^{\circ}$C $\sim$ 500 $^{\circ}$C에서 옥시나이트라이드 SrNbO$_2$N 와 SrTaO$_2$N의 결정구조 변화를 연구하였다. SrNbO$_2$N의 경우 450 $^{\circ}$C에서 브래그 피크의 폭이 급격히 증가하며 입방 결정으로 상전이를 보였다. 유사하게 SrTaO$_2$N에서도 420 $^{\circ}$C 이상에서 브래그 피크의 폭 증가가 관찰되었다. 하지만, 결정구조는 여전히 정방정계를 유지하여 SrNbO$_2$N의 경우와 차이를 보였다. 이 결과는 페로브스카이트 옥시나이트라이드에서 팔면체 내부 이온의 종류에 따른 고온 결정구조 안정성의 변화를 보여 준다.

영어초록

Perovskite oxynitrides have a ABO$_2$N composition with a partial substitution of nitrogen for oxygen. The nitrogen substitution distorts the BO$_4$N$_2$ octahedra and induces octahedral tilting and displacement of B-site ions, which are responsible for emerging dielectric, magnetic and optical properties. We studied the structural evolutions of SrNbO$_2$N and SrTaO$_2$N by using X-ray powder diffraction measurements from 30 $^{\circ}$C $\sim$ 500 $^{\circ}$C. In the case of SrNbO$_2$N, the width of the Bragg peak increased rapidly at 450 $^{\circ}$C, and the structure underwent a transition to a cubic structure. Similarly, Bragg peak broadening without a structural transition was observed in SrTaO$_2$N from 420 $^{\circ}$C. This study shows that B-site ions play an important role in the structural stability of perovskite oxynitrides at high temperatures.

참고자료

· 없음