Новый борат серебра оказался чем-то средним между слоистым и каркасным кристаллом

Учёные Кольского научного центра РАН, СПбГУ и их коллеги получили борат серебра, в кристалле которого водородные связи соединяют каждый слой не только с соседними, но и с более далёкими — поэтому слоистая структура получилась жёсткой, почти как каркас. Работа опубликована в журнале Journal of Solid State Chemistry.

В кристаллохимии вещества принято делить на слоистые, где атомы складываются в плоские сетки, и каркасные, где прочные связи идут во всех трёх направлениях. Вода и гидроксильные группы в составе обычно мешают каркасу сложиться: водородные связи разбивают кристалл на слои или цепочки.

Новое соединение Ag2[B8O12(OH)2] — исключение. Его бор-кислородные слои сильно изогнуты и пронизаны крупными кольцами-«окнами». Обычно водородные связи соединяют только соседние слои, а здесь они проходят сквозь окна двух промежуточных слоёв и связывают, например, первый слой сразу с четвёртым. В итоге каждый слой сцеплен с четырьмя другими: формально структура остаётся слоистой, но по жёсткости напоминает каркасную. «Эти особенности заставляют пересмотреть привычные представления о границе между слоистыми и каркасными архитектурами», — отмечают авторы.

Кристаллы вырастили, нагревая исходные вещества в запаянной кварцевой ампуле без воздуха, а строение определили по рентгеновской дифракции. Соединение относится к новому структурному типу. Атомы серебра колеблются в нём заметно несимметрично, и для их описания понадобилась более сложная модель, чем обычно.

По расчётам, ширина запрещённой зоны вещества — около 2,67 эВ, поэтому его можно рассматривать как кандидата для полупроводников и оптоэлектроники. В работе участвовали учёные Кольского научного центра РАН, Института химии силикатов РАН, СПбГУ, Мурманского арктического университета и Университета МГУ-ППИ в Шэньчжэне; исследование поддержал Российский научный фонд.

Источник: ScienceDirect