研究目的
研究具有前所未有的封闭空腔的新型稀土金属-硫属化合物的合成、结构表征、物理性质及理论研究。
研究成果
合成了五种新型四元稀土硫属化合物Cs2[RE8InS14](RE = Ho–Lu),它们呈现具有大闭合空腔Cs4@S26的新结构类型。这些化合物在50K以上表现为顺磁性,带隙范围为2.45至2.72 eV。该研究丰富了主客体化学领域,并为G/H比增加时的结构演化提供了见解。
研究不足
该研究仅限于钬(Ho)至镥(Lu)的稀土元素。部分化合物的磁性能仅在50K以上温度进行了测试。理论计算得出的带隙值小于实测值,表明密度泛函理论(DFT)计算中存在普遍低估现象。
1:实验设计与方法选择:
以CsCl同时作为铯源和助熔剂合成化合物。将稀土元素(RE)、铟(In)和硫(S)与CsCl的混合物密封于石英管中,加热至1273 K并保持30小时,随后冷却。
2:样品选择与数据来源:
使用化学计量比的稀土元素(钬Ho至镥Lu)、铟和硫混合物。
3:实验设备与材料清单:
石英管、可编程管式炉、Rigaku Mercury CCD单晶衍射仪、Rigaku DMAX-2500粉末X射线衍射仪、Perkin-Elmer Lambda 950紫外-可见分光光度计(用于漫反射光谱)、Quantum Design PPMS-9T磁学性质测量系统。
4:实验流程与操作步骤:
将混合物加热至1273 K保持30小时,然后以3 K/h速率冷却至973 K,再以5 K/h速率冷却至573 K,最后自然冷却。
5:数据分析方法:
晶体结构通过直接法解析,并采用SHELX-2014软件精修。带隙值基于Kubelka-Munk函数由紫外-可见-近红外光谱推导得出。
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