The Electronic Structure of Tantalum Oxynitride and the Falsification of α-TaON

• Published in: Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie (1950) 2003, Vol.629 (12-13), p.2173-2179
• Main Authors: Lumey, Marck-Willem, Dronskowski, Richard
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Anionic ordering; Chemical bonding; Crystal structure; Density-functional calculations; Oxynitrides
• ISSN: 0044-2313; 1521-3749
• DOI: 10.1002/zaac.200300198

We have performed electronic structure calculations from first principles (LDA & GGA, plane waves & muffin‐tin orbitals, pseudopotentials & all‐electron techniques) on the two reported polymorphs of TaON. For the experimentally well‐characterized β‐TaON adopting the baddeleyite structure type, there is excellent agreement between all accessible observables despite the supposedly correlated character of an oxynitride phase. Concerning hexagonal α‐TaON proposed first in 1966, one finds tremendous contradictions between theory and experimentally reported data (molar volume, total energy differences, electronic transport etc.) In combination with the communicated X‐ray diffraction diagram, α‐TaON is considered an erroneous entry in the solid‐state chemical literature that needs to be removed from the crystallographic databases. Zur elektronischen Struktur des Tantaloxinitrids und die Falsifizierung des α‐TaON Wir berichten über voraussetzungsfreie Berechnungen der elektronischen Struktur (LDA & GGA, ebene Wellen & muffin‐tin‐Orbitale, Pseudopotentiale & Allelektronenverfahren) der beiden bekannten Modifikationen des TaON. Für das experimentell gut charakterisierte β‐TaON in der Baddeleyit‐Struktur liegt hervorragende Übereinstimmung zwischen allen observablen Größen vor, trotz des vermutlich recht korrelierten Charakters der Oxinitridphase. Hinsichtlich des 1966 vorgeschlagenen hexagonalen α‐TaON finden wir enorme Widersprüche zwischen Theorie und experimentell berichteten Angaben (molares Volumen, Gesamtenergiedifferenz, elektronischer Transport etc.) Unter Hinzunahme des ursprünglichen Röntgenbeugungsdiagramms schließen wir, daß es sich bei α‐TaON um einen fehlerhaften Eintrag in der festkörperchemischen Literatur handelt, der aus den kristallographischen Datenbanken entfernt werden sollte.