AmBnXz의 결정구조

1. 페로브스카이트 (perovskite) - BaTiO3(in high Temp),  

   space group : No.221 

   a : arbitrary Å

cubic 구조의 단위포와 tetragoanl 구조의 단위포

perovskite 구조는 AB2X4의 대표적인 구조로 이상적인 상태에서 cubic 구조를 가진다. cubic 구조의 페로브스카이트는 Ba이 꼭짓점에 존재하고 O가 면심에 존재하며 Ti가 체심에 존재한다. 

 

주목할만한 점은 온도에 따라 단위포가 변한다는 것인데, 고온에서는 이상적인 구조를 이루지만 저온(상온)에서는 단위포가 cubic -> tetragonal 로 바뀐다. 이로 인해 +4가인 Ti 이온이 다소 이탈된 대칭성이 낮은 구조를 가지고, 이것이 쌍정을 유도해 강유전성을 가진다. 

 

Ba를 둘러싼 O의 cuboctahedron 배위다면체

 

 

2. 스피넬 (spinel) - MgAl2O4 

   space group : No.227

   a : 8 Å

스피넬의 단위포

스피넬 구조는 산소가 입방밀집을 이루며 Mg와 Al이 조금은 복잡하게 연결된 것이 스피넬의 구조이다. Mg를 기준으로 하는 단위포는 산소의 결합길이의 두배를 이루며 한 단위포 내에 32개의 O 8개의 Mg 16개의 Al 원자를 가진다. 

단위포에서 원자를 축소했을때 배위 다면체들의 연결관계

산소가 이루는 사면체 자리의 64개중 8개를 Mg 원자가 차지하고 팔면체 자리 32개중 16개를 Al 원자가 차지한다. 이때 Mg는 다이아몬드의 구조를 가진다.

사면체 자리의 Mg와 팔면체자리의 절반만 차지하는 Al

 

스피넬을 Z = n/8 로 분해해서 나눈 그림