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An Exhaustive Symmetry Approach to Structure Determination: Phase Transitions in Bi2Sn2O7

正交晶系 对称(几何) 化学 焦绿石 相变 单斜晶系 单独一对 相(物质) 结晶学 凝聚态物理 晶体结构 物理 分子 几何学 数学 有机化学
作者
James W. Lewis,Julia L. Payne,Ivana Radosavljević Evans,Harold T. Stokes,Branton J. Campbell,John S. O. Evans
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:138 (25): 8031-8042 被引量:38
标识
DOI:10.1021/jacs.6b04947
摘要

The exploitable properties of many materials are intimately linked to symmetry-lowering structural phase transitions. We present an automated and exhaustive symmetry-mode method for systematically exploring and solving such structures which will be widely applicable to a range of functional materials. We exemplify the method with an investigation of the Bi2Sn2O7 pyrochlore, which has been shown to undergo transitions from a parent γ cubic phase to β and α structures on cooling. The results include the first reliable structural model for β-Bi2Sn2O7 (orthorhombic Aba2, a = 7.571833(8), b = 21.41262(2), and c = 15.132459(14) Å) and a much simpler description of α-Bi2Sn2O7 (monoclinic Cc, a = 13.15493(6), b = 7.54118(4), and c = 15.07672(7) Å, β = 125.0120(3)°) than has been presented previously. We use the symmetry-mode basis to describe the phase transition in terms of coupled rotations of the Bi2O' anti-cristobalite framework, which allow Bi atoms to adopt low-symmetry coordination environments favored by lone-pair cations.
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