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稀土钪硼酸盐激光晶体RESc3(BO3)4（RE = Ce, Nd）的对称性研究

DOI：10.1016/j.jssc.2020.121393 期刊：Journal of Solid State Chemistry 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 采用同步辐射X射线粉末衍射数据的全谱Rietveld方法，研究了初始组成为CeSc3(BO3)4（CSB-1.0）和Nd1.25Sc2.75(BO3)4（NSB-1.25）的提拉法生长单晶的对称性、结构特征及点缺陷。首次分别确定并证实了CSB-1.0和NSB-1.25晶体属于P321空间群，给出了区分P321与R32空间群的同步辐射衍射图谱特征。精修了两种结构中的原子占位情况：CeSc3(BO3)4为化学计量组成且与标称组成一致；而Nd1.25Sc2.75(BO3)4的实际组成为[Nd0.455(1)Sc0.045(39)]Nd0.500(2)Sc3(BO3)4（即(Nd0.955Sc0.045(39))Sc3(BO3)4），与初始组成不同，其中部分Sc离子占据了一个三角柱位点。结合文献中RESc3(BO3)4（RE=Ce,Pr,Nd）单晶数据及本研究粉末单晶结果，可排除这些化合物及其固溶体在R32空间群中结晶的可能性。给出了具有特定空间群的RESc3(BO3)4晶体（RE=La,Ce,Pr,Nd）精修组成与初始原料组成的关联性。
作者： Galina Kuz’micheva，Roman Svetogorov，Irina Kaurova
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

利用同步辐射X射线粉末数据的全谱Rietveld方法，优化提拉法生长初始成分为CeSc3(BO3)4和Nd1.25Sc2.75(BO3)4的单晶中的对称性、结构特征及点缺陷。

研究成果

里特维尔德精修表明，初始配料组成为CeSc3(BO3)4和Nd1.25Sc2.75(BO3)4的直拉法生长粉末单晶在P321空间群中结晶。实际晶体组成为CeSc3(BO3)4和[Nd0.455(1)Sc0.045(39)(1)]Nd0.500(2)Sc3(BO3)4，存在反位缺陷（Sc占据Nd1三角柱位点）。X射线衍射研究排除了这些化合物在R32空间群中结晶的可能性。

研究不足

该研究的局限性包括：由于空间群R32和P321的理论衍射图谱几乎完全相似（仅部分反射峰强度重新分布），导致难以明确揭示空间群P321。

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