(Sr3Nx)E and (Ba3Nx)E (E = Sn, Pb): Preparation, Crystal Structures, Physical Properties and Electronic Structures

• Published in: Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie (1950) 2005-02, Vol.631 (2-3), p.397-402
• Main Authors: Gäbler, Frank, Kirchner, Martin, Schnelle, Walter, Schmitt, Miriam, Rosner, Helge, Niewa, Rainer
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Crystal structure; Electrical resistivity; Electronic structure calculation; Magnetic susceptibility; Nitrides
• ISSN: 0044-2313; 1521-3749
• DOI: 10.1002/zaac.200400344

Black powders of (Sr3Nx)Sn (x = 0.74(2), a = 523.51(5) pm), (Ba3Nx)Sn (x = 0.62(2), a = 552.93(1) pm), (Sr3Nx)Pb (x = 0.81(3), a = 524.22(1) pm) and (Ba3Nx)Pb (x = 0.826(4), a = 554.40(3) pm, Pm3¯m, No. 221, Z = 1) were obtained from reactions of melt beads of the respective metals with bulk compositions of A3E (A = Sr, Ba; E = Sn, Pb) in nitrogen atmosphere at temperatures in the range of 970 K ‐ 1220 K. The compositions were derived from chemical analyses, supported by Rietveld refinements based on powder X‐ray and neutron diffraction patterns taken on (Ba3Nx)Sn (x = 0.64(1); neutron diffraction: RBragg = 8.70 %, RF = 6.10 %; X‐ray diffraction: RBragg = 11.60 %, RF = 12.00 %). The phases crystallize in cubic anti‐perovskite type arrangements. Measurements of the magnetic susceptibility indicate a nearly temperature independent paramagnetism. The electrical resistivities are weakly temperature dependent with resistivities at 300 K in the order of 1 mΩ·cm. Electronic structure calculations on ordered superstructures of the composition (A3N2/3)E reveal the phases as intrinsic metals and suggest the tendency towards higher nitrogen site occupation (x > ⅔). (Sr3Nx)E und (Ba3Nx)E (E = Sn, Pb): Darstellung, Kristallstrukturen, physikalische Eigenschaften und elektronische Strukturen (Sr3Nx)Sn (x = 0, 74(2), a = 523, 51(5) pm), (Ba3Nx)Sn (x = 0, 62(2), a = 552, 93(1) pm), (Sr3Nx)Pb (x = 0, 81(3), a = 524, 22(1) pm) and (Ba3Nx)Pb (x = 0, 826(4), a = 554, 40(3) pm, Pm3¯m, No. 221, Z = 1) wurden als schwarze Pulver durch Reaktion von Schmelzperlen der Zusammensetzung A3E (A = Sr, Ba; E = Sr, Ba) mit Stickstoff bei Temperaturen im Bereich von 970 K ‐ 1220 K erhalten. Die Zusammensetzungen wurden über chemische Analysen bestimmt und stehen in Übereinstimmung mit Ergebnissen aus Rietveld‐Verfeinerungen an Röntgen‐ und Neutronen‐Pulverbeugungsdiagrammen von (Ba3Nx)Sn (x = 0, 64(1); Neutronenbeugung: RBragg = 8, 70 %, RF = 6, 10 %; Röntgenbeugung: RBragg = 11, 60 %, RF = 12, 00 %). Alle Phasen kristallisieren als kubische anti‐Perowskite. Messungen der magnetischen Suszeptibilitäten belegen nahezu temperaturunabhängiges paramagnetisches Verhalten. Die elektrischen Widerstände sind schwach temperaturabhängig mit Werten bei 300 K in der Größenordnung von 1 mΩ·cm. Berechnungen der elektronischen Struktur an geordneten Überstrukturen der Zusammensetzung (A3N2/3)E charakterisieren die beschriebenen Phasen als intrinsische Metalle. Die Ergebnisse der Rechnungen deuten auf ein