Unique octa­hedral rotation pattern in the oxygen-deficient Ruddlesden–Popper com­pound

新しいRP化合物の合成に関する田中教授と名工大Gとの共同研究成果がActa Crystallogr. Cに掲載されました！/ A collaborative work with Nagoya Institute of Technology was published in Acta Crystallogr. C. A novel Ruddlesden–Popper-related com­pound, Gd₃Ba₂Fe₄O₁₂, was discovered and its crystal structure was determined via single-crystal X-ray diffraction. The structure has an ordered structure of octa­hedra and pyra­mids along the c axis. Gd₃Ba₂Fe₄O₁₂ belongs to the tetra­gonal system P4₂/ncm, with a = 5.59040 (10) Å and c = 35.1899 (10) Å. The A-site ions in the Ruddlesden–Popper structure, i.e. Gd³⁺ and Ba²⁺, exhibit an ordering along the c axis. The perfect oxygen deficiency is accommodated at the GdO layers in the proper Ruddlesden–Popper structure. Using the bond-valence-sum method, the Fe ions in the FeO₆ octa­hedra and FeO₅ pyra­mids represent valence states of +3 and +2.5, respectively, demonstrating a two-dimensional charge disproportionation. The corner-sharing FeO₆ octa­hedra and FeO₅ pyra­mids are tilted in opposite directions, with the neighbours around one axis of the simple perovskite configuration, which, using Glazer’s notation, can be represented as a⁻b⁰c⁰/b⁰a⁻c⁰. In the perovskite blocks, the facing FeO₅ pyra­mids across the Gd layer rotate in the same sense, which is a unique rotation feature related to oxygen deficiency. / 新しいRuddlesden–Popper関連化合物Gd₃Ba₂Fe₄O₁₂が発見され、その結晶構造が単結晶X線回折によって決定されました。この構造は、c軸に沿って八面体とピラミッドの規則正しい構造を持っています。Gd₃Ba₂Fe₄O₁₂は正方晶系P42 / ncmに属し、a = 5.59040（10）Åおよびc = 35.1899（10）Åです。 Ruddlesden-Popper構造のAサイトイオン、つまりGd³⁺とBa²⁺は、c軸に沿った秩序を示します。完全な酸素欠乏は、適切なルドルスデンポッパー構造のGdO層に対応しています。結合価和法を使用すると、FeO₆八面体とFeO₅ピラミッドのFeイオンは、それぞれ+3と+2.5の原子価状態を表し、2次元の電荷不均化を示します。コーナー共有FeO₆八面体とFeO₅ピラミッドは反対方向に傾斜しており、隣接するものは単純なペロブスカイト構成の1つの軸の周りにあり、Glazer表記法を使用してa⁻b⁰c⁰/b⁰a⁻c⁰として表すことができます。ペロブスカイトブロックでは、Gd層を横切る向かい合ったFeO₅ピラミッドが同じ意味で回転します。これは、酸素欠乏に関連する独特の回転機能です。

Unique octa­hedral rotation pattern in the oxygen-deficient Ruddlesden–Popper com­pound Gd₃Ba₂Fe₄O₁₂, Daisuke Urushihara, Kenta Nakajima, Ariki Nakamura, Koichiro Fukuda, Hodaka Sugai, Shinya Konishi, Katsuhisa Tanaka and Toru Asaka, Acta Crystallogr. C 77 Pages 286-290 (2021) https://doi.org/10.1107/S2053229621005258