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Journal of the Korean Chemical Society (JKCS)

ISSN 1017-2548(Print)
ISSN 2234-8530(Online)
Volume 51, Number 3
JKCSEZ 51(3)
June 20, 2007 

 
Title
Variation of Band Gap Energy upon Structural Distortion for Nb-containing Oxyfluorides

Nb를 포함하는 불소산화물에서 구조적 뒤틀림에 따른 에너지 띠 간격의 변화
Author
Hyun-Jun Kim, Seung-Joo Kim*

김현준, 김승주*
Keywords
전이금속 불소산화물, 국부구조, 구조적 뒤틀림, 에너지 띠 간격, 페롭스카이트, 파이로클로어 , Transition-metal Oxyfluoride, Local Structure, Structural Distortion, Band Gap, Perovskite, Pyrochlore
Abstract
국부적인 결정구조와 에너지 띠 간격 간 상관관계를 고찰하기 위하여 Nb를 포함하는 일련의 불소 산화물에 대하여 결정구조와 자외선-가시광선 확산 반사율 스펙트럼을 비교, 연구하였다. 이 실험에서 다룬 RbSrNb2O6F와 RbCaNb2O6F, RbNb2O5F는 공통적으로, 꼭지점 공유를 하고 있는 NbO5F 팔면체로 구성되어 있 다. 구조적 뒤틀림 정도의 척도로 볼 수 있는 Nb-O(F)-Nb 평균 결합각은 RbSrNb2O6F에서 158.6°, RbCaNb2O6F 에서 149.6° 그리고 RbNb2O5F에서 139.5o이다. 확산 반사율 스펙트럼으로부터 구한 에너지 띠 간격은 Nb-O(F)-Nb 결합각이 감소할수록 증가하는 경향을 보였다. 즉 RbSrNb2O6F, RbCaNb2O6F, RbNb2O5F 각각의 화합물에 대해 서 3.48 eV, 3.75 eV, 4.03 eV 의 값을 나타내었다. 이러한 실험적 결과는 Nb를 포함하는 불소 산화물에서 국 부구조의 변화를 통해 띠 간격을 약 0.6 eV의 범위에서 조절할 수 있음을 의미한다.

A comparative study on crystal structures and UV-visible diffuse reflectance spectra for Nb-containing oxyfluorides was performed to probe the relationship between energy band gap and local structure. The oxyfluorides, RbSrNb2O6F, RbCaNb2O6F and RbNb2O5F are commonly composed of the corner-sharing NbO5F octahedra as structural building units. The average Nb-O(F)-Nb bond angles, which can be a measure of the structural distortion, are 158.6° for RbSrNb2O6F, 149.6° for RbCaNb2O6F and 139.5° for RbNb2O5F. As the bond angle decreases, the band gap increases: 3.48eV for RbSrNb2O6F, 3.75eV for RbCaNb2O6F and 4.03 eV for RbNb2O5F. This experimental result implies that the band gap can be controlled with a range of 0.6 eV through a variation of local structure for the Nb-containing oxyfluorides.

Page
265 - 269
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