メスバウアー分光法によるガドリニウムおよびエルビウム化合物の構造化学的研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10440200
• Research Institution: Toho University
• Principal Investigator: 竹田 満洲雄 東邦大学, 理学部, 教授 (80011633)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北澤 孝史 東邦大学, 理学部, 講師 (60246767) ; 高橋 正 東邦大学, 理学部, 助教授 (30171523)
• Keywords: ガドリニウム複酸化物 / 蛍石型構造 / パイロクロア型構造 / c-type型構造 / ^<155>Gdメスバウアー分光法

Research Abstract

蛍石型構造,パイロクロア型構造およびc-type型構造(X=1)をとるZr_<1-x>Gd_xO_<2-x/2>固溶体系について^<155>Gdメスバウアー分光法を用いて研究し,メスバウアーパラメータからこの三つの構造を区別することが出来るかどうかを検討する事を目的として研究を行なった。
1.実験
x=0.21,0.26,0.30の三つは単結晶試料を粉砕,粉末として使用した。他のx=0.35,0.40,0.45,0.50,0.55は溶液処理後、空気中で1500℃で16時間焼いて多結晶粉末とした。^<155>EuPd_3メスバウアー線源は、合成した^<154>SmPd_3合金を原研で中性子放射化して得た。メスバウアースペクトルの測定は線源と吸収体を共に,12Kに冷却して測定した。
2.結果
格子定数は固溶量xに従って増える傾向が見られた。
異性体シフト(δ)は固溶量xの変化によらず,ほぼ0.55mm/sで変化は認められずc-type Gd_2O_3と比べると大きい値である。c-type Gd_2O_3では2サイトとも6配位であり、x=0.5の時は,パイロクロアのみで,Gd周りは8配位である。x=0.5の時と他の固溶量xの時とδが同じ値になっているので,Gd周りの配位状況は0.5の時と他の固溶量xの時とで、類似した8配位の環境であると考えられる。
四極結合定数(e^2qQ)はxの増加と共に増加する傾向があり,x=0.50の時,最大値7.35mm/sを示した。これはx=0.50のZr_2Gd_2O_7は完全なパイロクロア型構造をとっていて,Gd周りの8個の酸素は理想的な蛍石型構造での位置からのずれが一番大きいという推測と一致している。