Vibrational Spectra and Magnetic Properties of Eu3[BN2]2 and LiEu4[BN2]3
Abstract
enEu3[BN2]2 and LiEu4[BN2]3 were synthesized from a stoichiometric mixture of EuN, BN, europium metal and Li3N, EuN and BN (ratio: 1:4:3) in sealed niobium ampoules at 1475 and 1275 K, respectively. Temperature dependent susceptibility measurements of Eu3[BN2]2 and LiEu4[BN2]3 show Curie-Weiss behavior with experimental magnetic moments of 8.03(5) and 8.5(1) μB/Eu atom, respectively, compatible with divalent europium. Both nitridoborates order ferromagnetically at TC = 32.0(5) K (Eu3[BN2]2) and 22.0(5) K (LiEu4[BN2]3). The saturation magnetizations of 5.73(5) μB/Eu atom at 5 K and 7 T for Eu3[BN2]2 and 4.2 μB/Eu atom at 5 K and 2 T for LiEu4(BN2)3 are smaller than the maximum value of 7 μB. 151Eu Mössbauer data of Eu3[BN2]2 at 4.2 K show an isomer shift of —11.4(1) mm/s and an experimental line width of 3.1(2) mm/s. Full magnetic hyperfine field splitting with 26.2(3) T at the europium nuclei is detected. Vibrational spectra of Eu3[BN2]2 are interpreted on the basis of discrete [BN2]3— units with symmetry D∞h by taking into account the existence of two crystallographically independent [BN2]3— anions and their dynamic coupling in the unit cell (factor group splitting).
Abstract
deSchwingungsspektren und Magnetische Eigenschaften von Eu3[BN2]2 and LiEu4[BN2]3
Eu3[BN2]2 and LiEu4[BN2]3 wurden ausgehend von einem stöchiometrischen Gemenge von EuN, BN und Europiummetall bzw. Li3N, EuN und BN (Molverhältnis 1:4:3) in verschweißten Nb-Ampullen bei 1475 bzw. 1275 K synthetisiert. Temperaturabhängige Suszeptibilitätsmessungen an Eu3[BN2]2 und LiEu4[BN2]3 zeigen Curie-Weiss Verhalten mit experimentellen magnetischen Momenten von 8, 03(5) und 8, 5(1) μB/Eu-Atom, was in Einklang mit zweiwertigem Europium steht. Beide Nitridoborate ordnen ferromagnetisch bei TC = 32, 0(5) K (Eu3[BN2]2) und 22, 0(5) K (LiEu4[BN2]3). Die Sättigungsmagnetisierungen von 5, 73(5) μB/Eu-Atom bei 5 K und 7 T für Eu3[BN2]2 und 4, 2 μB/Eu-Atom bei 5 K und 2 T für LiEu4[BN2]3 sind kleiner als der maximal mögliche Wert von 7 μB. 151Eu Mössbauer-Daten von Eu3[BN2]2 bei 4, 2 K zeigen eine Isomerieverschiebung von —11, 4(1) mm/s und eine experimentelle Linienbreite von 3.1(2) mm/s. Volle magnetische Hyperfeinfeldaufspaltung mit 26, 2(3) T an den Europiumkernen wird beobachtet. Die Interpretation der Schwingungsspektren von Eu3[BN2]2 erfolgte auf der Basis isolierter [BN2]3——Gruppen mit D∞h-Symmetrie unter Berücksichtigung der Existenz zweier kristallographisch unanhängiger [BN2]3——Baueinheiten und deren dynamischer Kopplung in der Elementarzelle (Faktorgruppenaufspaltung).
