반페로브스카이트

안티페로브스카이트(또는 역페로브스카이트)는 ^[1]자연에서 흔히 볼 수 있는 페로브스카이트 구조와 유사한 결정 구조의 일종이다.주요 차이점은 단위 셀 구조에서 양이온과 음이온 성분의 위치가 반대된다는 것입니다.페로브스카이트와는 대조적으로, 안티페로브스카이트 화합물은 한 종류의 양이온과 배위된 두 종류의 음이온으로 구성되어 있다.안티페로브스카이트 화합물은 고체 ^[2]배터리의 전해질 등 페로브스카이트 물질에서 볼 수 없는 흥미롭고 유용한 물리적 특성을 보이기 때문에 중요한 물질이다.

구조.

안티페로브스카이트 구조의 결정격자는 페로브스카이트 구조의 결정격자와 동일하나 음이온과 양이온 위치를 바꾼다.전형적인 페로브스카이트 구조는 일반식₃ ABX로 나타나며, 여기서 A와 B는 양이온, X는 음이온이다.음이온이 산화물 이온인 경우, A와 B 양이온은 각각 2와 4 또는 3과 3을 가질 수 있습니다.

안티페로브스카이트 화합물은 일반식을 반대로 하여 X사이트는 전기양극성 이온, 즉 양이온(알칼리 금속 등)에 의해 점유되며, A사이트와 B사이트는 다른 종류의 음이온에 의해 점유된다.이상적인 입방체 셀에서 A 음이온은 입방체의 모서리에, B 음이온은 팔면체 중심에, X 양이온은 입방체의 면에 있다.따라서 음이온은 12의 배위수를 갖는 반면, B 음이온은 6의 배위수를 갖는 8면체의 중심에 위치한다.

페로브스카이트 구조와 마찬가지로 대부분의 안티페로브스카이트 화합물은 이상적인 입방구조에서 벗어나 온도와 압력에 따라 직각상 또는 사각형상을 형성하는 것으로 알려져 있다.

화합물이 반페로브스카이트 구조를 형성할지는 화학식뿐만 아니라 구성 원자의 이온 반지름의 상대적 크기에도 달려 있다.이 제약조건은 A, B 및 X 이온의 반지름, r_a, r_b 및_x r에 의해 결정되는 Goldschmidt 공차 인자로 표현된다.

공차 계수

{\frac {(r_{a}+r_{x})}{{\sqrt {2}}(r_{b}+r_{x})}}

(

{\frac {(r_{a}+r_{x})}{{\sqrt {2}}(r_{b}+r_{x})}}

{\frac {(r_{a}+r_{x})}{{\sqrt {2}}(r_{b}+r_{x})}}

+

{\frac {(r_{a}+r_{x})}{{\sqrt {2}}(r_{b}+r_{x})}}

x )

{\frac {(r_{a}+r_{x})}{{\sqrt {2}}(r_{b}+r_{x})}}

(

{\frac {(r_{a}+r_{x})}{{\sqrt {2}}(r_{b}+r_{x})}}

b +

{\frac {(r_{a}+r_{x})}{{\sqrt {2}}(r_{b}+r_{x})}}

x

{\frac {(r_{a}+r_{x})}{{\sqrt {2}}(r_{b}+r_{x})}}

) {

displaystyle {

(

r

_ {

a

) +

r

_ { x } } { \

specrt {

2

}

（

r

_ {

b

} +

r

_ {

x

} } }

안티페로브스카이트 구조가 구조적으로 안정되려면 공차계수가 0.71에서 1 사이여야 한다.0.71에서 0.9 사이이면 결정체는 직교 또는 사각형입니다.0.9에서 1 사이이면 입방정식이 됩니다.B 음이온을 같은 원자가의 다른 원소에 혼합함으로써 공차 계수를 변경할 수 있다.원소의 다른 조합은 주어진 결정 대칭에 대해 열역학적 안정성의 다른 영역을 가진 다른 화합물을 낳습니다.

발생.

항페로브스카이트는 자연적으로 설포할라이트, 게일라이트, 샤이어라이트, 코가코라이트, 나카파이트, 아크타이트, 폴리파이트,^[1] 해트루라이트에 존재한다.또한 CuNNi₃ 및 ZnNNi와₃ 같은 초전도 화합물에서도 입증됩니다.

재료 특성

합성 안티페롭스카이트

인공 반페로브스카이트는 흥미로운 성질을 보인다.안티페로브스카이트 화합물의 물리적 특성은 화학측정법, 원소 치환, 합성 조건을 변경하여 조작할 수 있다.

리튬 리치 안티페롭스카이트(LiRAP)

최근 합성된 화학식₃ LiOBR, LiOCL의₃ 안티페로브스카이트는 리튬이온 전도성이 높은 것으로 나타났다.LiRAPs로 알려진 이것들은 고체 배터리와 연료 전지에서 전해질로 사용하기 위해 조사되고 있다.또한 NaOCl과₃ 같은 알칼리가 풍부한 다른 항페로브스카이트도 초이온 전도성을 조사 중이다.

금속 안티페롭스카이트

1930년에 발견된 이 결정들은₃ M이 자기 원소 Mn, Ni 또는 Fe를 나타내고, A는 전이 또는 주족 원소 Ga, Cu, Sn 및 Zn을 나타내며, B는 N, C 또는 B를 나타낸다.이 물질들은 초전도, 거대한 자기저항, 그리고 다른 특이한 성질을 보인다.

항페로브스카이트 질화 망간

안티페로브스카이트 질화 망간은 열팽창이 전혀 없는 것으로 나타났다.

레퍼런스

^ ^a ^b Krivovichev, Sergey (2008-01-01). "Minerals with antiperovskite structure: A review". Zeitschrift für Kristallographie. 223 (1–02): 109–113. Bibcode:2008ZK....223..109K. doi:10.1524/zkri.2008.0008. S2CID 94097089.
^ Xia W, Zhao Y, Zhao F 등고체 배터리용 안티페로브스카이트 전해질.화학 개정판 2022;122(3):3763-3819.

[:0-1] Krivovichev, Sergey (2008-01-01). "Minerals with antiperovskite structure: A review". Zeitschrift für Kristallographie. 223 (1–02): 109–113. Bibcode:2008ZK....223..109K. doi:10.1524/zkri.2008.0008. S2CID 94097089.

[2] Xia W, Zhao Y, Zhao F 등고체 배터리용 안티페로브스카이트 전해질.화학 개정판 2022;122(3):3763-3819.

[1]

[2]

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