การศึกษาโครงสร้างของผลึกทังสเตนวาเนเดียมออกไซด์ W3v5O20 โดยการเลี้ยวเบนรังสีเอ็กซ์

Abstract

วิธีที่ใช้เตรียมผลึกทังสเตนวาเนเดียมออกไซด์ในงานนี้ได้ใช้ 3 วิธี คือวิธีหลอมโดยตรงและแอนนีล วิธีหลอมด้วยโซเดียมทังสเตทและวิธีเทคนิคของบริดแมนแบบปรับปรุง วิธีที่สามเป็นวิธีเตรียมผลึกเดี่ยวทังสเตนวาเนเดียมออกไซด์ ที่ได้ผลึกเดี่ยวที่ดีที่สุด การหาโครงสร้างของทังสเตนวาเนเดียมออกไซด์ โดยการเลี้ยวเบนรังสีเอ็กซ์ใช้วิธีฟูเรียร์และอะตอมหนัก หาตำแหน่งออกซิเจน โดยการสังเคราะห์แผนภาพความหนาแน่นอิเล็กตรอนการปรับค่าอย่างละเอียดของตำแหน่งและพารามิเตอร์ เนื่องจากความร้อนแบบไอโซโทรปิคของอะตอมต่าง ๆ ใช้วิธีกำลังสองน้อยที่สุดแบบเมทริกซ์เต็มชุด ซึ่งให้ค่า R=0.113 สำหรับจุดสะท้อนอิสระ 469 จุด ทังสเตนวาเนเดียมออกไซด์ตกผลึกในระบบโมโนคลินิก โดยมีค่ามิติของเซลล์ a=24.412(2), b=7.4479(8), c=3.9506(3) Å, ᵦ = 91.028(7)°, ปริมาตรของเซลล์ = 718.19 Å3 ค่าความหนาแน่น Dm = 5.10 (3) กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียส Dx = 5.21 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร หมู่สมมาตรสามมิติ C2/m และ Z=2 จากการทดลองพบว่า โครงสร้างของทังสเตนวาเนเดียมออกไซด์มีการจัดตัวแบบ R-NB2O5 ซึ่งประกอบด้วยออกตาฮีดราที่บิดเบี้ยวไป โดยออกตาฮีดราเหล่านี้จะมีสันและมุมร่วมกันในทิศ b และอะตอมโลหะข้างในออกตาฮีดราเลื่อนจากจุดศูนย์กลางไปบ้าง การจัดตัวของออกซาฮีดราในระนาบ bc เป็นแผ่นแบบ ReO3 ซึ่งประกอบด้วยออกตาซีดรา 2 ระดับ ออกตาฮีดราที่บรรจุทังสเตนสลับกับวาเนเดียมอยู่ที่ระดับหนึ่งออกตาฮีดราอีกระดับหนึ่งบรรจุด้วย (W1/4 V3/4 ) แบบกระจัดกระจายความไม่เป็นระเบียบของโครงสร้างนี้อยู่ที่ตำแหน่งของโลหะที่มีโอกาสจะเป็นทังสเตนหนึ่งในสี่และวาเนเดียมสามในสี่