Structure and conductivity of lithium-doped fluorite-like Nd5Mo3O16 molybdates

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Rare-earth molybdenum-containing oxides of nominal composition LixNd5 – xMo3O16 ± δ (x = 0, 0.05, 0.15, 0.25) with a fluorite-derived structure were first obtained as single crystals from a melt solution and by solid-phase synthesis in air as polycrystalline samples. The new phases were characterized by X-ray phase analysis, synchronous thermal analysis, and impedance spectroscopy. X-ray structural analysis showed that lithium atoms are localized near the positions of rare-earth cations. The chemical formula of the investigated single crystal was determined as Li0.216Nd4.784Mo3O14.1+δ. A small amount of lithium did not significantly affect the ability of the studied phases to undergo dissociative water absorption but led to a decrease in the total conductivity of lithium-doped LixNd5 – xMo3O16 ± δ ceramics.

Full Text

Restricted Access

About the authors

E. I. Orlova

Lomonosov Moscow State University; Shubnikov Institute of Crystallography of Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of NRC “Kurchatov Institute”

Author for correspondence.
Email: agapova@polly.phys.msu.ru
Russian Federation, Moscow; Moscow

M. P. Trukhacheva

Lomonosov Moscow State University; Shubnikov Institute of Crystallography of Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of NRC “Kurchatov Institute”

Email: agapova@polly.phys.msu.ru
Russian Federation, Moscow; Moscow

T. A. Sorokin

Shubnikov Institute of Crystallography of Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of NRC “Kurchatov Institute”

Email: agapova@polly.phys.msu.ru
Russian Federation, Moscow

V. B. Kvartalov

Shubnikov Institute of Crystallography of Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of NRC “Kurchatov Institute”

Email: agapova@polly.phys.msu.ru
Russian Federation, Moscow

A. M. Antipin

Shubnikov Institute of Crystallography of Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of NRC “Kurchatov Institute”

Email: agapova@polly.phys.msu.ru
Russian Federation, Moscow

N. V. Lyskov

Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry of the RAS; HSE University

Email: agapova@polly.phys.msu.ru
Russian Federation, Chernogolovka, Moscow region; Moscow

E. P. Kharitonova

Lomonosov Moscow State University; Shubnikov Institute of Crystallography of Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of NRC “Kurchatov Institute”

Email: agapova@polly.phys.msu.ru
Russian Federation, Moscow; Moscow

N. E. Novikova

Shubnikov Institute of Crystallography of Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of NRC “Kurchatov Institute”

Email: natnov@crys.ras.ru
Russian Federation, Moscow

N. I. Sorokina

Shubnikov Institute of Crystallography of Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of NRC “Kurchatov Institute”

Email: agapova@polly.phys.msu.ru
Russian Federation, Moscow

O. A. Alekseeva

Shubnikov Institute of Crystallography of Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics of NRC “Kurchatov Institute”

Email: agapova@polly.phys.msu.ru
Russian Federation, Moscow

V. I. Voronkova

Lomonosov Moscow State University

Email: agapova@polly.phys.msu.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. Hubert P.-H., Michel P., Thozet A. // Compt. Rend. Acad. Sc. Paris. 1973. V. 276. P. 1779.
  2. Tsai M., Greenblatt M., McCarroll W.H. // Chem Mater. 1989. V. 1. P. 253. https://doi.org/10.1021/cm00002a017
  3. Voronkova V.I., Leonidov I.A., Kharitonova E.P. et al. // J. Alloys Compd. 2014. V. 615. P. 395. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.07.019
  4. Lyskov N.V., Kotova A.I., Petukhov D.I. et al. // Russ. J. Electrochem. 2022. V. 58. № 11. P. 989. https://doi.org/10.1134/S102319352211009X
  5. Крегер Ф. Химия несовершенных кристаллов. М.: Мир, 1969. 654 с.
  6. Istomin S.Y., Kotova A.I., Lyskov N.V. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2018. V. 63. № 10. P. 1291. https://doi.org/10.1134/S003602361810008X
  7. Lyskov N.V., Kotova A.I., Istomin S.Y. et al. // Russ. J. Electrochem. 2020. V. 56. № 2. P. 93. https://doi.org/10.1134/S102319352002010X
  8. Jacas Biendicho J., Playford H.Y., Rahman S.M.H. et al. // Inorg. Chem. 2018. V. 57. № 12. P. 7025. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.8b00734
  9. Faurie J.P., Kohlmuller R. // Rev. Chim. Min. 1971. V. 8. P. 241.
  10. Martínez-Lope M.J., Alonso J.A., Sheptyakov D. et al. // J. Solid State Chem. 2010. V. 183. № 12. P. 2974. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2010.10.015
  11. Alekseeva O.A., Gagor A.B., Pietraszko A. et al. // Z. Kristallogr. 2012. V. 227. № 12. P. 869. https://doi.org/10.1524/zkri.2012.1563
  12. Antipin A.M., Sorokina N.I., Alekseeva O.A. et al. // Acta Cryst. B. 2015. V. 71. № 2. P. 186. https://doi.org/10.1107/S2052520615003315
  13. Алексеева О.А. Дис. “Прецизионный рентгеноструктурный анализ локальных атомных конфигураций, определяющих физические свойства монокристаллов сложных оксидов”… д-ра физ.-мат. наук. М.: НИЦ “КИ”, 2022.
  14. Voronkova V.I., Kharitonova E.P., Orlova E.I. et al. // J. Alloys Compd. 2016. V. 673. P. 314. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.03.013
  15. Voronkova V.I., Kharitonova E.P., Orlova E.I. // Crystallography Reports. 2018. V. 63. P. 127. https://doi.org/10.1134/S1063774518010212
  16. Faurie J.P. // Bull. Soc. Chim. Fr. 1971. V. 11. P. 3865.
  17. Voronkova V., Kharitonova E., Orlova E. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2020. V. 103. № 11. P. 6414. https://doi.org/10.1111/jace.17374
  18. Orlova E.I., Sorokin T.A., Baldin E.D. et al. // J. Solid State Chem. 2023. V. 324. P. 124078. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2023.124078
  19. Orlova E., Sorokin T., Pustovit A. et al. // New J. Chem. 2023. V. 47. № 40. P. 18729. https://doi.org/10.1039/D3NJ03033D
  20. Petřiček V., Dušek M., Palatinus L. // Z. Kristallogr. 2014. V. 229. № 5. P. 345. https://doi.org/10.1515/zkri-2014-1737
  21. Rigaku Oxford Diffraction, CrysAlisPro Software System, Version 1.171.39.46. 2018. Rigaku Corporation, Oxford, UK.
  22. Palatinus L. // Acta Cryst. В. 2013. V. 69. P. 1. https://doi.org/10.1107/S2052519212051366
  23. Kolitsch U. // Z. Kristallogr. 2001. V. 216. № 8. P. 449. https://doi.org/10.1524/zkri.216.8.449.20358

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Photograph of LiyNd5 - yMo3O16 ± δ single crystal illuminated by LED lamp (5600 K)

Download (215KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Diffractograms of single crystal samples of nominal composition LiyNd5 - yMo3O16 ± δ (1) and LixNd5 - xMo3O16 ± δ ceramics, x: 0 (2), 0.05 (3), 0.15 (4), 0.25 (5)

Download (98KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. DSC data for single-crystal samples (1 - heating, 2 - cooling) and LixNd5 - xMo3O16 ± δ, x = 0.05 ceramics (3 - heating, 4 - cooling)

Download (88KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Thermogravimetry (TG) data for single-crystal samples, initial Nd5Mo3O16 + δ (1) and lithiated (2), and LixNd5 - xMo3O16 ± δ ceramics, x: 0 (3), 0.05 (4), 0.15 (5)

Download (62KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Projection of the crystal structure Li0.216Nd4.784Mo3O14.1 + δ on the bc plane

Download (356KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Temperature dependences of the conductivity of Li0.216Nd4.784Mo3O14.1 + δ ceramics at x = 0, 0.15 (dark and light symbols, respectively) measured in dry (shaded symbols) and humid (empty symbols) air

Download (61KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».