Anionic and Magnetic Ordering in Rare Earth Tantalum Oxynitrides with an n = 1 Ruddlesden-Popper Structure
Guarín, Jhonatan R. (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Frontera, Carlos (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Oró-Solé, Judith (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Colombel, Bastian (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Ritter, Clemens (Institut Laue-Langevin)
Fauth, François (Laboratori de Llum del Sincrotró ALBA)
Fontcuberta, Josep (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)
Fuertes, Amparo (Institut de Ciència de Materials de Barcelona)

Data:	2024
Resum:	The new compounds RTaON with R = La, Ce, Nd, and Eu and 1. 20 ≤ x ≤ 2. 81 have been obtained by a solid-state reaction between metal nitrides and oxides or oxynitrides under N gas at temperatures between 1200 and 1700 °C. They are the first examples of rare earth transition metal oxynitrides with an n = 1 Ruddlesden-Popper structure and show different anion stoichiometries, crystal structures, and magnetic properties. Synchrotron X-ray powder diffraction and electron diffraction indicate that the lanthanum, cerium, and neodymium compounds crystallize in the orthorhombic space group Pccn, with cell parameters a = 5. 72949(2), b = 5. 73055(5), and c = 12. 77917(6) Å for LaTaON, a = 5. 70500(5), b = 5. 71182(4), and c = 12. 61280(7) Å for CeTaON, and a = 5. 70466(3), b = 5. 70476(5), and c = 12. 32365(5) Å for NdTaON. In contrast, EuTaON shows a tetragonal I 4/ acd superstructure doubling the c axis, with parameters a = 5. 71867(2) and c = 25. 00092(19) Å. Refinement of neutron powder diffraction data of CeTaON indicated the nitrogen order in the two equatorial positions of the tantalum octahedron, with refined N/O occupancies of 0. 930(7)/0. 070 and 0. 876(13)/0. 124, and the axial position is occupied by 50% of each anion. This anion ordering agrees with the distribution predicted by Pauling's second crystal rule. Magnetization measurements show that the cerium and europium compounds are ordered magnetically at low temperatures, while the neodymium compound remains paramagnetic down to 2 K, as a consequence of suppression of the effective magnetic moment of the latter when reducing the temperature.
Ajuts:	Agència de Gestió d'Ajuts Universitaris i de Recerca 2021/SGR-00439 Agencia Estatal de Investigación PRE2018-085204 Agencia Estatal de Investigación PID2020-118479RB-I00 Agencia Estatal de Investigación PID2020-113805GB-I00 Agencia Estatal de Investigación CEX2019-000917-S
Drets:	Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, fins i tot amb finalitats comercials, sempre i quan es reconegui l'autoria de l'obra original.
Llengua:	Anglès
Document:	Article ; recerca ; Versió publicada
Publicat a:	Chemistry of materials, Vol. 36, Issue 10 (May 2024) , p. 5160-5171, ISSN 1520-5002

DOI: 10.1021/acs.chemmater.4c00533
PMID: 38828191

12 p, 8.9 MB

El registre apareix a les col·leccions:
Documents de recerca > Documents dels grups de recerca de la UAB > Centres i grups de recerca (producció científica) > Ciències > El Sincrotró ALBA
Articles > Articles de recerca
Articles > Articles publicats