Mögliche Peierls‐Verzerrung durch die Bildung von Re <sub>2</sub> ‐Dimeren in den LaNiO <sub>2</sub> ‐Typ Nitriden <i>Ln</i> ReN <sub>2</sub> ( <i>Ln</i>  = Pr, Nd)

Kurzzusammenfassung Nitridische Perovskite sind eine kürzlich erschlossene Materialklasse mit einer begrenzten Anzahl stabiler Verbindungen. Besonders selten kommen Materialien mit geordneten Anionen‐Fehlstellen wie Nitride vom LaNiO 2 ‐Typ vor, obwohl für analoge Oxide nützliche Eigenschaften wie Supraleitung beschrieben wurden. In dieser Arbeit stellen wir die Hochdruck‐ und Hochtemperatur‐Synthese zweier Ln ReN 2 ‐Verbindungen ( Ln = Pr, Nd) mit verzerrter LaNiO 2 ‐Struktur vor. Röntgen‐Pulverdiffraktometrie und Neutronenbeugung zeigen eine orthorhombische Verzerrung (o‐ Ln ReN 2 ) der LaNiO 2 ‐Aristotyp‐Struktur, die durch ein Buckling der ReN 4/2 ‐Schichten infolge einer Re‐Dimerisierung verursacht wird. Eine Analyse der elektronischen Struktur zeigt, dass die o‐ Ln ReN 2 ‐ Materialen aus klassischen Nitridometallat‐Anionen und einem kationischen intermetallischen Gerüst bestehen. Die Re‐Dimerisierung resultiert wahrscheinlich aus einer elektronischen Instabilität, die mit einer Peierls‐artigen Verzerrung zusammenhängt. Des Weiteren charakterisieren wir mithilfe magnetischer Messungen sowie magnetischer Neutronenstreuung den magnetischen Grundzustand beider Materialien und decken dabei eine langreichweitige antiferromagnetische Ordnung der Nd 3+ ‐Momente in NdReN 2 bei T N = 15.5 K auf. Die Stabilität der Verbindungen wird durch temperaturabhängige Röntgen‐Pulverdiffraktometrie untersucht, die eine Zersetzung von NdReN 2 bei ca. 750 °C zeigt. Die o‐LnReN 2 ‐Materialien stellen eine bemerkenswerte Klasse von Nitriden an der Grenze zwischen klassischen Nitridometallaten, intermetallischen Verbindungen und niedrigdimensionaler Komplexchemie dar.

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Journal
Angewandte Chemie
Published
2025-12-31
DOI
https://doi.org/10.1002/ange.202519710
Primary Topic
Inorganic Chemistry and Materials
Type
article
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Mögliche Peierls‐Verzerrung durch die Bildung von Re 2 ‐Dimeren in den LaNiO 2 ‐Typ Nitriden Ln ReN 2 ( Ln  = Pr, Nd)

Simon J. Steinberg, Amalina T. Buda, Clemens Ritter, Pascal Manuel et al.
Angewandte Chemie
Inorganic Chemistry and Materials
article

Mögliche Peierls‐Verzerrung durch die Bildung von Re 2 ‐Dimeren in den LaNiO 2 ‐Typ Nitriden Ln ReN 2 ( Ln  = Pr, Nd)

Simon J. Steinberg, Amalina T. Buda, Clemens Ritter, Pascal Manuel, Simon D. Kloß, Dominik Werhahn, J. Paul Attfield
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Abstract

Kurzzusammenfassung Nitridische Perovskite sind eine kürzlich erschlossene Materialklasse mit einer begrenzten Anzahl stabiler Verbindungen. Besonders selten kommen Materialien mit geordneten Anionen‐Fehlstellen wie Nitride vom LaNiO 2 ‐Typ vor, obwohl für analoge Oxide nützliche Eigenschaften wie Supraleitung beschrieben wurden. In dieser Arbeit stellen wir die Hochdruck‐ und Hochtemperatur‐Synthese zweier Ln ReN 2 ‐Verbindungen ( Ln = Pr, Nd) mit verzerrter LaNiO 2 ‐Struktur vor. Röntgen‐Pulverdiffraktometrie und Neutronenbeugung zeigen eine orthorhombische Verzerrung (o‐ Ln ReN 2 ) der LaNiO 2 ‐Aristotyp‐Struktur, die durch ein Buckling der ReN 4/2 ‐Schichten infolge einer Re‐Dimerisierung verursacht wird. Eine Analyse der elektronischen Struktur zeigt, dass die o‐ Ln ReN 2 ‐ Materialen aus klassischen Nitridometallat‐Anionen und einem kationischen intermetallischen Gerüst bestehen. Die Re‐Dimerisierung resultiert wahrscheinlich aus einer elektronischen Instabilität, die mit einer Peierls‐artigen Verzerrung zusammenhängt. Des Weiteren charakterisieren wir mithilfe magnetischer Messungen sowie magnetischer Neutronenstreuung den magnetischen Grundzustand beider Materialien und decken dabei eine langreichweitige antiferromagnetische Ordnung der Nd 3+ ‐Momente in NdReN 2 bei T N = 15.5 K auf. Die Stabilität der Verbindungen wird durch temperaturabhängige Röntgen‐Pulverdiffraktometrie untersucht, die eine Zersetzung von NdReN 2 bei ca. 750 °C zeigt. Die o‐LnReN 2 ‐Materialien stellen eine bemerkenswerte Klasse von Nitriden an der Grenze zwischen klassischen Nitridometallaten, intermetallischen Verbindungen und niedrigdimensionaler Komplexchemie dar.

Angewandte ChemieVol. 138(5)
Rutherford Appleton Laboratory (GB), LMU Klinikum (DE), Institut Laue-Langevin (FR), Ludwig-Maximilians-Universität München (DE), RWTH Aachen University (DE), University of Edinburgh (GB)
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Inorganic Chemistry and Materials
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