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팔면체 배위된 d0 전이금속 산화물의 일그러짐: 연속 대칭측정법

전문가 제언: ○ d0 전이금속 양이온인 Ti4+, Nb5+, W6+ 등은 팔면체로 배위된 산화물의 중심으로부터 d0 양이온의 일그러짐의 원인이 되는 임자물질 성질들의 결정적 중대한 역할을 한다. 그 팔면체내 일그러짐은 압전기, 강유전성, 초전기, 비선형 광학 현상 등 다양한 과학기술적 성질들에 대한 추진력이다. 그 일그러짐은 금속의 빈 d-궤도함수와 그 산화물 리간드들의 채워진 p-궤도함수의 궤도함수 혼합 때 일어나는 이차 Jahn-Teller 효과에 의해 형성된다. 그 혼합은 두 궤도함수 세트들의 근-축퇴를 제거하도록 에너지 갈라짐에 의한 금속양이온의 전기음성도에 대략적으로 비례하여 자발적 일그러짐을 유도한다.

○ 여기서는 다양한 d0 전이금속 75개 이상의 예를 사용하였으나 27개 예들만 발견될 수 있다. 750개 이상의 d0 전이금속산화물 팔면체들은 이들 양이온에 따라서 생기는 중심의 밖에서 일그러짐을 보다 잘 이해하기 위하여, 그 일그러짐의 크기와 방향을 정량하기 위해 연속 대칭측정법이 사용되었다. 이 방법을 사용하면 d0 전이금속들을 세 가지 종류: 강한 일그러짐(Mo6+와 V5+), 보통 일그러짐(W6+, Ti,4+ Nb5+ 및 Ta5+) 및 약한 일그러짐(Zr4+와 Hf4+)으로 분류할 수 있었다. 또한 각 양이온에 대한 그 일그러짐의 방향적 선호도를 시험했고 논의했다.

○ 고체화학에서 전이금속 산화물이 차지하는 비중은 가장 크다고 볼 수 있으며, 특히 팔면체 배위된 d0 전이금속 산화물의 일그러짐의 문제는 이론적으로 결정장 이론과 리간드장 이론을 함축하는 Jahn-Teller 효과에 의한 일그러짐으로 논의되고, 연속 대칭측정법으로 정량적 실측 데이터들의 발표는 그 고체산화물들의 고성능 물성들을 예측할 수 있는 기초가 된다. 더욱 정교한 이론적 논리의 전개와 X-선 흡수분광법(XAS 또는 EXAFS/XANES) 같은 고차원적 장비를 활용한 일그러짐의 측정 연구개발은 이 분야의 고체론 발전은 물론 그 고용체들의 실용성 확대에도 크게 기여할 것으로 기대된다.

저자: Ok, KM; Halasyamani, PS; Casanova, D; Llunell, M; Alemany, P; Alvarez, S
자료유형: 학술정보