Structure-Property Relationships in Novel Oxides with Asymmetric Coordination Environment
- 주제(키워드) Noncentrosymmetry , Second-order Jahn-Teller distortion , Nonlinear optical property , Second harmonic generation , Crystal structure , Structure-property relationship , 비중심대칭 , 제 2차 Jahn-Teller 뒤틀림 , 비선형광학 특성 , 제 2고조파 발생 , 결정 구조 , 구조-성질 상관관계
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 옥강민
- 발행년도 2021
- 학위수여년월 2021. 2
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 화학과
- UCI I804:11029-000000065609
- 본문언어 영어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
The materials with noncentrosymmetric (NCS) structure have industrially useful properties such as piezoelectricity, pyroelectricity, ferroelectricity, and nonlinear optical (NLO) properties due to the absence of inversion symmetry in the structure. In this dissertation, research on compounds synthesized using second-order Jahn-Teller (SOJT) distortion cation such as d0 cation in the octahedral coordination environment and lone pair cations is discussed. Among the d0 cations, Mo6+ show the largest SOJT distortion, and Mo6+ is expected to be advantageous to achieve NCS structure. Utilizing Mo6+ in the synthesis of new materials, six NCS compounds of ZnMoSb2O7, [(L-hisH2)MoO2F4]3∙H2O, [(D-hisH2)MoO2F4]3∙H2O, SrMoO2F4 and α-BaMoO2F4 and PbMoO2F4 and three centrosymmetric (CS) compounds of CdMoSb4O10, (L/D-hisH2)MoO2F4, and β-BaMoO2F4 (his=C6H9N3O2, histidine) have been synthesized. Through crystal structure analysis, chemical reaction, and DFT calculation for the compounds, the effect of cations around MoO4/MoO2F4 on symmetry and stoichiometry will be discussed. Lone pair metal cations reveal high polarizability owing to the stereochemically active lone pair (SCLAP) electrons. To investigate the relationship between lone pair metal and NLO properties, solid solutions of Bi2-xLnxTeO5 (Ln = Ce and Eu), Li13M(SeO3)8, Li6A(SeO3)4, Li2Zn(SeO3)2. (M = Sc, Cr, Mn, Fe, A=Co, Ni, and Cd) and KLi2(IO3)3 were synthesized and examined. The lone pair effect on NLO properties such as SHG and third harmonic generation, and the transition metal effect on the symmetry and stoichiometry will be presented.
more초록/요약
비중심대칭 구조 물질은 구조내 반전 대칭의 부재로 인하여, 압전성, 초전성, 강유전성, 비선형광학 특성 등 산업적으로 유용한 특성을 지니고 있다. 이러한 비중심대칭 구조를 합성하기위해서는 비대칭 구조를 갖는 단위체를 도입해야만 한다. 이 학위논문에서는 제 2차 Jahn-Teller 뒤틀림을 보여주는 양이온인 팔면체 배위환경에 있는 d0 양이온과 비공유전자쌍을 가진 양이온을 이용하여 합성한 다양한 화합물에 대한 연구 결과를 논의하고자 한다. d0 양이온 중 가장 큰 SOJT 왜곡을 나타내는 Mo6+는 NCS 구조를 잘 형성시킬 것으로 예상됩니다. Mo6+를 새로운 물질 합성에 활용한 결과, ZnMoSb2O7와 [(L-hisH2) MoO2F4]3∙H2O, [(D-hisH2)MoO2F4]3∙H2O, SrMoO2F4 및 α-BaMoO2F4, PbMoO2F4 (his = C6H9N3O2, 히스티딘) 등 6개의 비중심대칭 구조 화합물과 CdMoSb4O10와 (L/D-hisH2)MoO2F4, β-BaMoO2F4 등 3개의 중심대칭 구조 화합물을 합성하였다. 이 화합물에 대한 결정 구조 분석과 화학 반응, DFT 계산을 통해 MoO4 또는 MoO2F4 단위체 주변의 양이온이 대칭성 및 화학 양론에 미치는 영향에 대해 논의할 것이다. 비공유전자쌍을 가진 금속 양이온은 입체화학적 활성 비공유전자쌍으로 인해 높은 분 극도를 나타낸다. 비공유전자쌍을 가진 금속과 비선형광학 특성 사이의 관계를 조사하기 위해 Bi2-xLnxTeO5 (Ln = Ce 및 Eu) 고용체와, Li13M(SeO3)8, Li6A(SeO3)4, Li2Zn (SeO3)2 (M = Sc, Cr, Mn, Fe, A = Co, Ni, Cd), KLi2(IO3)3를 합성하고 분석하였다. 제 2고조파 발생 및 제 3고조파 생성과 같은 비선형광학 특성에 영향을 미치는 비공유전자쌍의 효과와 전이금속이 대칭성과 화학 양론에 미치는 효과에 대해 논의할 것이다.
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