KR101560358B1 - Novel mixed metal oxide - Google Patents

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KR101560358B1
KR101560358B1 KR1020140147054A KR20140147054A KR101560358B1 KR 101560358 B1 KR101560358 B1 KR 101560358B1 KR 1020140147054 A KR1020140147054 A KR 1020140147054A KR 20140147054 A KR20140147054 A KR 20140147054A KR 101560358 B1 KR101560358 B1 KR 101560358B1
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옥강민
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중앙대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a novel mixed metal oxide which can be used for developing products applied to a laser device, a nonlinear optical device, a piezoelectric sensor, wireless communication, a catalyst, a power storage transferring device, a computer device or a quantum interference device or the like based on a laminar framework structure of a mixed metal oxide.

Description

신규한 혼합금속산화물{Novel mixed metal oxide}Novel mixed metal oxide < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 비중심대칭 또는 중심대칭 공간군에서 결정화되는 신규한 사성분계 이트륨 바나듐 셀레나이트 또는 텔루라이트에 관한 것이다.
The present invention relates to novel zeolite yttrium vanadium selenite or tellurite crystallized in a non-centrosymmetric or center symmetric space group.

이차 비선형 광학(second-order nonlinear optical(NLO)), 압전성, 강유전성 및 초전 특성 같은 중요한 특징들로 인해 새로운 비중심대칭(NCS) 물질을 탐색하고자 하는 도전이 계속하여 진행 중이다. 따라서, 빌딩 블록으로, 비대칭 환경을 갖는 양이온들을 결합하여 기능적인 NCS 물질을 발견하기 위한 많은 노력이 있어왔다. 확장된 구조를 갖는 산화물에서 거시적인 NCS 구조는 2개의 양이온 패밀리, 즉, 팔면체 배위 모이어티를 갖는 d0 전이금속 양이온(V5 +, Mo6 +, W6 +, 등) 및 고립전자쌍 양이온(Sb3 +, Se4 +, Te4 +, 등)에서 종종 발견된다. 두 양이온 패밀리들은 2차 얀-텔러(second-order Jahn-Teller(SOJT)) 효과로 인해 뒤틀린 배위 환경들을 나타내는 경향이 있다. 팔면체 배위 환경에서 d0 전이금속 양이온의 경우, SOJT 효과는 일반적으로 비어있는 금속 d-오비탈이 채워진 리간드 p-오비탈과 혼합될 때 일어난다. 팔면체 뒤틀림은 보통 엣지 쪽(국소 C2 방향), 면 쪽(국소 C3 방향) 또는 코너 쪽(국소 C4 방향) 중심에서 관찰된다. 그러나, 고립전자쌍 양이온들의 경우, 양이온의 s- 및 p-오비탈 및 음이온 p-오비탈의 강한 상호작용은 고립전자쌍 형성 및 이후 양이온 뒤틀림에 결정적인 역할을 한다. NCS 발색단의 다른 중요한 양이온성 패밀리들로 비대칭 p-오비탈 시스템을 갖는 d0 전이금속 양이온 및 보레이트 그룹이 있다. 현재로서는 전체 중심성을 결정하는 인자들을 이해하는 것이 더 중요한 것으로 여겨진다: 만약 공간군 대칭에 영향을 주는 특별한 상황이 합리적으로 제어되지 않는다면 상기 언급된 국소 비대칭 단위는 보통 역평행 방식으로 배열되어 결정학적 중심대칭(CS) 구조를 형성한다. 거시적 중심성을 결정하는데 도움을 줄 수 있는 꽤 중요한 인자들로 금속 양이온들의 크기, 수소-결합 효과 및 골격구조의 유연성 등이 있다. There is a continuing challenge to explore new non-center-symmetric (NCS) materials due to important features such as second-order nonlinear optical (NLO), piezoelectricity, ferroelectricity and pyroelectric properties. Thus, as building blocks, there has been much effort to find functional NCS materials by combining cations with asymmetric circumstances. In the oxide with extended structure, the macroscopic NCS structure is composed of two cationic families: d 0 transition metal cations (V 5 + , Mo 6 + , W 6 + , etc.) and octahedral cations Sb 3 +, Se 4 +, is often found in Te 4 +, etc.). Both cation families tend to exhibit distorted coordination environments due to the second-order Jahn-Teller (SOJT) effect. In the case of d 0 transition metal cations in the octahedral coordination environment, the SOJT effect generally occurs when the empty metal d-orbital is mixed with the filled ligand p-orbitals. Octahedral twist is usually observed at the edge (local C 2 direction), plane (local C 3 direction) or corner (local C 4 direction) center. However, in the case of isolated electron pair cations, strong interactions of s- and p-orbital and anion p-orbital of the cation play a crucial role in the formation of isolated electron pairs and subsequent cation distortions. Other important cationic families of NCS chromophores include d 0 transition metal cations and borate groups with asymmetric p-orbital systems. At this time it is more important to understand the factors that determine the overall centroid: If the particular circumstances affecting space group symmetry are not reasonably controlled, then the above mentioned local asymmetric units are usually arranged in antiparallel fashion, To form a symmetric (CS) structure. Some important factors that can help determine macroscopic centrality include the size of the metal cations, the hydrogen-bonding effect, and the flexibility of the skeletal structure.

본 발명자들은 Y3 +-V5 +-Q4 +(Q = Se 또는 Te)-산화물 시스템을 조사하여, 2종의 새로운 화학양론적으로 유사한 사성분계 바나듐 셀레나이트 및 텔루라이트를 합성하고, 지금까지 몇 개의 화학양론적으로 유사한 사성분계 바나듐 셀레나이트 또는 텔루라이트 물질, 즉, M3 +VQ2O8(M = Bi, Eu, Gd, Tb, In, 및 Sc)를 보고한바 있다. We have investigated Y 3 + -V 5 + -Q 4 + (Q = Se or Te) - oxide systems to synthesize two new stoichiometrically similar quaternary vanadium selenides and tellurite hanba to be looking at the number of four-component system similar stoichiometric vanadium selenite or telru light material, that is, M 2 O 3 + VQ 8 (M = Bi, Eu, Gd, Tb, in, and Sc).

이러한 노력의 일환으로, 본 발명자들은 수열 및 고체상 합성 반응을 통해 2종의 새로운 사성분계 이트륨 바나듐 셀레나이트 또는 텔루라이트, YVSe2O8 및 YVTe2O8를 합성하고, 고립전자쌍 양이온 크기의 효과, 적외선 스펙트럼 분석, 원소 분석, 열적 분석, 쌍극자 모멘트 계산 등의 전반적인 특성을 규명함으로써, 본 발명을 완성하였다.
As a result of this effort, we have synthesized two new four-component yttrium vanadium selenite or tellurite, YVSe 2 O 8 and YVTe 2 O 8 through hydrothermal and solid phase synthesis reactions and found that the effect of lone electron pair cation size, Infrared spectra analysis, elemental analysis, thermal analysis, dipole moment calculation, and the like.

대한민국 공개특허 제2012-0101607호 (2012.09.14)Korea Open Patent No. 2012-0101607 (2012.09.14) 미국 등록특허 제4473506호 (1984.09.25)U.S. Patent No. 4473506 (September 25, 1984)

Yeong Hun Kim et al., Inorganic Chemistry, vol.52(19), pp.11450-11456 (2013.09.11)  Yeong Hun Kim et al., Inorganic Chemistry, vol.52 (19), pp.11450-11456 (2013.09.11)

본 발명의 목적은 고립전자쌍 양이온 링커를 갖는 새로운 이트륨 바나듐 셀레늄 또는 텔루르 산화물과 이의 용도를 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide novel yttrium vanadium selenium or tellurium oxides having a lone pair of cationic linkers and their use.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 Y3 +-V5 +-Q4 + (Q=Se 또는 Te)-산화물 조성을 나타내고, 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 혼합금속산화물을 제공한다:In order to achieve the above object, the present invention provides a mixed metal oxide represented by the following formula (1) or (2), which represents a Y 3 + -V 5 + -Q 4 + (Q = Se or Te)

[화학식 1][Chemical Formula 1]

YVSe2O8 YVSe 2 O 8

[화학식 2](2)

YVTe2O8 YVTe 2 O 8

상기 혼합금속산화물은 Y2O3, V2O5 및 SeO2 간의 수열 반응에 의해 얻거나, Y2O3, V2O5 및 TeO2 간의 고체상 합성 반응에 의해 얻을 수 있다.The mixed metal oxide may include Y 2 O 3 , V 2 O 5, and SeO 2 , Or by solid phase synthesis reaction between Y 2 O 3 , V 2 O 5 and TeO 2 .

상기 화학식 1의 화합물은 화학식 1 또는 2의 화합물은 코너가 공유된 VO6 팔면체로 이루어진 층과 엣지가 공유된 YO8 다면체로 이루어진 층이 층간 링커인 SeO3 또는 TeO3 그룹에 의해 연결된 3차원 골격구조를 나타낼 수 있다.The compound of formula (I) is a compound of formula (I) or (II) is a corner shared VO 6 The octahedral body and the edge shared by YO 8 The polyhedral layer is an interlayer linker such as SeO 3 or TeO 3 Dimensional skeletal structure connected by a group.

상기 화학식 1의 화합물은 500 내지 550 ℃에서 무게변화를 나타내고, 화학식 2의 화합물은 700 내지 750 ℃에서 무게변화를 나타내는 특성이 있다.The compound of Formula 1 shows a weight change at 500 to 550 ° C and the compound of Formula 2 shows a weight change at 700 to 750 ° C.

이에 본 발명은 상기 혼합금속산화물이 레이저 소자, 비선형 광학 소자, 압전 센서, 무선통신, 촉매, 전력 저장 수송 장치, 컴퓨터 소자 또는 양자간섭장치 중 어느 하나에 적용된 제품을 제공한다.
Accordingly, the present invention provides a product in which the mixed metal oxide is applied to any one of a laser device, a nonlinear optical device, a piezoelectric sensor, a wireless communication device, a catalyst, a power storage transport device, a computer device or a quantum interference device.

본 발명은 새로운 이트륨 바나듐 셀레늄/텔루르 산화물 조성의 혼합금속산화물을 제공한다.The present invention provides mixed metal oxides of the new yttrium vanadium selenium / tellurium oxide composition.

상기 혼합금속산화물은 층상 골격구조에 의한 특성을 기반으로, 레이저 소자, 비선형 광학 소자, 압전 센서, 무선통신, 촉매, 전력 저장 수송 장치, 컴퓨터 소자 또는 양자간섭장치 등에 적용될 수 있다.
The mixed metal oxide may be applied to a laser device, a nonlinear optical device, a piezoelectric sensor, a wireless communication device, a catalyst, a power storage transport device, a computer device, or a quantum interference device based on characteristics of a layered framework structure.

도 1은 본 발명의 혼합금속산화물, YVSe2O8(A) 및 YVTe2O8(B)에 대한 분말 X-선 회절 패턴의 계산치와 실험치를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 혼합금속산화물, YVSe2O8의 골격구조의 볼-앤드-스틱 대표도로, 코너가 공유된 VO6 팔면체로 이루어진 층(a), 엣지가 공유된 YO8 다면체로 이루어진 층(b) 및 YVSe2O8의 완성된 3차원 골격구조(c)를 나타낸다 (파란색, V; 녹색, Se; 노란색, Y; 빨간색, O).
도 3은 본 발명의 혼합금속산화물, YVTe2O8의 골격구조의 볼-앤드-스틱 대표도로, 코너가 공유된 VO6 팔면체로 이루어진 층(a), 엣지가 공유된 YO8 다면체로 이루어진 층(b), 및 YVTe2O8의 완성된 3차원 골격구조(c)를 나타낸다(파란색, V; 녹색, Se; 노란색, Y; 빨간색, O).
도 4는 본 발명의 혼합금속산화물, YVSe2O8(A) 및 YVTe2O8(B)의 적외선 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 혼합금속산화물, YVSe2O8 및 YVTe2O8의 UV-Vis 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 혼합금속산화물, YVSe2O8의 열중량 분석도(TGA)(A)와 YVSe2O8 하소 산물의 분말 XRD 패턴(B)을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 혼합금속산화물, YVTe2O8의 열중량 분석도(TGA)(A)와 YVSe2O8의 하소 산물의 분말 XRD 패턴(B)을 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 혼합금속산화물, YVSe2O6의 대략적인 타입 1 상 매칭 곡선을 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 혼합금속산화물, YVSe2O6의 국소 비대칭 다면체의 배열을 보여주는 볼-앤드-스틱 모델이다(파란색, V; 녹색, Se; 노란색, Y; 빨간색, O).
Figure 1 shows calculated and experimental values of the powder X-ray diffraction pattern for the mixed metal oxides of the present invention, YVSe 2 O 8 (A) and YVTe 2 O 8 (B).
FIG. 2 is a diagram showing a ball-and-stick representation of the mixed metal oxide, YVSe 2 O 8 skeleton of the present invention, a layer (a) composed of VO 6 octahedrons with a corner, a layer made of YO 8 polyhedrons (b) and YVSe 2 O 8 (blue, V; green, Se; yellow, Y; red, O).
Figure 3 is a view of a mixed metal oxide, the skeleton of the YVTe 2 O 8 of the present invention-and-stick represented road, floor corner is made of a shared VO 6 octahedral (a), a layer made of YO 8 polyhedron an edge is shared (b), and YVTe 2 O 8 (blue, V; green, Se; yellow, Y; red, O).
4 shows an infrared spectrum of the mixed metal oxide, YVSe 2 O 8 (A) and YVTe 2 O 8 (B) of the present invention.
5 shows the UV-Vis spectra of the mixed metal oxides YVSe 2 O 8 and YVTe 2 O 8 of the present invention.
FIG. 6 shows a thermogravimetric analysis (TGA) (A) of a mixed metal oxide, YVSe 2 O 8 , and a powder XRD pattern (B) of a YVSe 2 O 8 calcined product of the present invention.
7 shows a thermogravimetric analysis (TGA) (A) of a mixed metal oxide, YVTe 2 O 8 , and a powder XRD pattern (B) of a calcined product of YVSe 2 O 8 of the present invention.
Figure 8 shows the approximate type 1 phase matching curve of the mixed metal oxide, YVSe 2 O 6 , of the present invention.
9 is a ball-and-stick model (blue, V; green, Se; yellow; Y; red, O) showing the arrangement of the asymmetric polyhedra of the mixed metal oxide, YVSe 2 O 6 , of the present invention.

이하, 본 발명의 구성을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail.

본 발명은 Y3 +-V5 +-Q4 + (Q=Se 또는 Te)-산화물 조성을 나타내고, 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 혼합금속산화물에 관한 것이다:The present invention relates to a mixed metal oxide represented by the following formula (1) or (2): Y 3 + -V 5 + -Q 4 + (Q = Se or Te)

[화학식 1][Chemical Formula 1]

YVSe2O8 YVSe 2 O 8

[화학식 2](2)

YVTe2O8 YVTe 2 O 8

본 발명의 혼합금속산화물은 비중심대칭 또는 중심대칭 공간군에서 결정화되는 Y3 +-V5 +-Q4 + (Q=Se 또는 Te)-산화물 조성을 나타내는 화합물로, 코너가 공유된 VO6 팔면체로 이루어진 층과 엣지가 공유된 YO8 다면체로 이루어진 층이 층간 링커인 SeO3 또는 TeO3 그룹에 의해 연결된 3차원 골격구조를 나타낸다. 제1실시형태의 YVSe2O8는 Y2O3, V2O5 및 SeO2 간의 수열 반응에 의해 얻어지고, 제2실시형태의 YVTe2O8는 Y2O3, V2O5 및 TeO2 간의 고체상 합성 반응에 의해 각각 녹색 블록형, 밝은 노란색 블록형의 결정상으로 얻어진다.Y to crystallize the mixed metal oxide of the present invention in a non-centrosymmetric or centrosymmetric space group 3 + -V 5 + -Q 4 + (Q = Se , or Te) - representing a compound oxide composition, the corner of the shared VO 6 The octahedral body and the edge shared by YO 8 The polyhedral layer is an interlayer linker such as SeO 3 or TeO 3 Dimensional skeletal structure connected by a group. YVSe 2 O 8 of the first embodiment is Y 2 O 3 , V 2 O 5 and SeO 2 YVTe 2 O 8 of the second embodiment is obtained by a solid phase synthesis reaction between Y 2 O 3 , V 2 O 5 and TeO 2 as green block type and light yellow block type crystal phase, respectively .

더 구체적으로, 제1실시형태의 YVSe2O8는 Y2O3, V2O5, SeO2 및 물의 혼합물을 200 내지 240 ℃의 온도 조건에서 3 내지 5일 동안 유지시켜 수열 반응시키며, 상기 반응물을 0.05 내지 5 ℃/분의 속도로 실온까지 냉각하여 결정을 수득함으로써 녹색 결정을 얻을 수 있다.More specifically, the YVSe 2 O 8 of the first embodiment is Y 2 O 3 , V 2 O 5 , SeO 2 And water is maintained at a temperature of 200 to 240 ° C for 3 to 5 days to effect hydrothermal reaction. The reaction product is cooled to room temperature at a rate of 0.05 to 5 ° C / minute to obtain crystals to obtain green crystals.

제2실시형태의 YVTe2O8는 Y2O3, V2O5 및 TeO2의 혼합물을 진공 하에서 600 내지 700 ℃의 온도에서 24 내지 72 시간 동안 가열하여 고체상 합성 반응을 시키며, 상기 반응물을 0.01 내지 5 ℃/분의 속도로 실온까지 냉각하여 각각 밝은 노란색 결정을 수득함으로써 얻을 수 있다. YVTe 2 O 8 of the second embodiment is obtained by heating a mixture of Y 2 O 3 , V 2 O 5 and TeO 2 under vacuum at a temperature of 600 to 700 ° C. for 24 to 72 hours to carry out a solid phase synthesis reaction, And cooling to room temperature at a rate of 0.01 to 5 캜 / min to obtain bright yellow crystals, respectively.

도 1은 본 발명의 혼합금속산화물의 단결정에 대한 분말 X-선 회절 패턴을 나타낸 것으로, 제1실시형태 및 제2실시형태의 YVSe2O8 및 YVTe2O8 단결정에 대한 계산치와 실험치의 결정 패턴이 일치하고, 도 4의 IR 스펙트럼에서 제시된 바와 같이, Y-O 진동수는 406-487 cm-1 영역에서 관찰되고, 507-555 및 821-862 cm-1 주변에서 나타나는 밴드는 각각 O-V-O 및 V-O 진동수에 해당하고, 약 663-779 및 603-759 cm-1 에서 나타나는 피크는 각각 Se-O 및 Te-O 진동수에서 기인한 것으로 보여, 본 발명의 혼합금속산화물 합성을 확인할 수 있다.Fig. 1 shows a powder X-ray diffraction pattern for a single crystal of a mixed metal oxide according to the present invention. The calculated values for the YVSe 2 O 8 and YVTe 2 O 8 single crystals of the first embodiment and the second embodiment, As shown in the IR spectrum of FIG. 4, the YO frequencies are observed in the 406-487 cm -1 region, and the bands appearing around 507-555 and 821-862 cm -1 are in the OVO and VO frequencies, respectively And the peaks appearing at about 663-779 and 603-759 cm -1 , respectively, are due to the Se-O and Te-O frequencies, and thus the mixed metal oxide synthesis of the present invention can be confirmed.

또한, 본 발명의 혼합금속산화물에 대한 단결정으로부터 명확한 결정구조를 제시할 수 있다.In addition, a definite crystal structure can be presented from the single crystal for the mixed metal oxide of the present invention.

도 2 및 3은 본 발명의 혼합금속산화물의 단결정에서 골격구조의 볼-앤드-스틱 모델 도면을 나타낸 것으로, Figures 2 and 3 show a ball-and-stick model of a skeleton in a single crystal of a mixed metal oxide of the present invention,

제1실시형태의 YVSe2O8는 사방정계 극성 비중심대칭 공간군, Abm2(No. 39)에서 결정화되고, YO8, VO6 및 SeO3 다면체를 포함하는 사성분계 Y3 +-V5 +-Se4 +-산화물로, 독자적인 V5 + 양이온은 SOJT 변형으로 인해 6개의 산소 원자들과 매우 뒤틀린 팔면체 배위 환경에 있고, 2개의 독자적인 Se4 + 양이온들은 비대칭 단위 내에 존재하고, 2개의 Se4 + 양이온들은 입체활성적인 고립전자쌍을 포함하여 비대칭 배위 환경을 나타낸다. 뒤틀린 VO6 팔면체는 각각 [001] 및 [010] 방향을 따라 O(2) 및 O(3)을 통해 그들의 코너를 공유하여, 코너가 공유된 VO6 팔면체로 이루어진 층들이 bc-면에서 얻어진다. 이 층 내에, 4-원 고리(4MRs)가 관찰된다. 뒤틀린 YO8 사각 반프리즘은 [001] 방향을 따라 O(6)를 통해, [010] 방향을 따라 O(4) 및 O(5)를 통해 그들의 엣지를 공유하여 bc-면에서 엣지가 공유된 YO8 다면체와 그들의 4MRs의 다른 층을 형성한다. 마지막으로, SeO3 그룹과 Se(2)O3 그룹은 이들 VO6 및YO8 다면체를 각각 층간 및 층내에서 커넥터로 작용한다. 이로써, 3차원 골격구조의 YVSe2O8이 완성된다. 따라서, YVSe2O8의 구조는 중성 골격구조, {[YO8 /3]-2.333 [VO6 /2]-1.000 [Se(1)O2/2O1/3]+1.333 [Se(2)O3/3]+2.000}0로 묘사할 수 있다. YVSe 2 O 8 of the first embodiment is a quadrature component Y 3 + -V 5 which is crystallized in the orthotropic polar non-center symmetric space group A bm2 (No. 39) and contains YO 8 , VO 6 and SeO 3 polyhedra -Se + + 4 - oxide, the original V 5 + cations is at the very distorted octahedral coordination environment and six oxygen atoms, due to SOJT variation, two independent Se 4 + cations are present in the asymmetric unit, two Se 4 + cations exhibit an asymmetric coordination environment including stereoselectively active lone pairs. The twisted VO 6 octahedrons share their corners through O (2) and O (3) along the [001] and [010] directions, respectively, so that layers of corner-shared VO 6 octahedrons are obtained in the bc-plane . In this layer, a 4-membered ring (4MRs) is observed. The twisted YO 8 rectangular half-prisms share their edges through O (4) and O (5) along the [010] direction through O (6) along the [001] direction so that edges on the bc- YO 8 polyhedra and other layers of their 4 MRs. Finally, the SeO 3 group and the Se (2) O 3 group act as connectors in the interlayer and in the layer, respectively, of these VO 6 and YO 8 polyhedrons. This completes the YVSe 2 O 8 of the three-dimensional framework structure. Thus, the structure of YVSe 2 O 8 is a neutral framework structure, {[YO 8/3] -2.333 [VO 6/2] -1.000 [Se (1) O 2/2 O 1/3] +1.333 [Se (2 ) O 3/3 ] +2.000 } 0 .

제2실시형태의 YVTe2O8는 단사정계 중심대칭 공간군 C2/m (No. 12)에서 결정화되고, 뒤틀린 YO8 다면체, VO6 팔면체 및 비대칭 TeO3 그룹을 포함하는 3차원 구조의 사성분계 Y3 +-V5 +-Te4 +-산화물로, 비대칭 유닛 내에서 독자적인 V5 + 양이온들은 6개의 산소 원자들과 더불어 뒤틀린 팔면체 배위 환경에 존재하고, 4개의 독자적인 Te4+ 양이온들은 1.846(5)-1.912(4)Å를 초과하는 범위의 Te-O 결합과 고립전자쌍에서 기인한 3개의 산소 원자와 더불어 비대칭 삼각 피라미드 배위 환경에 있다. 뒤틀린 사각 반프리즘 환경에서 8개의 산소 원자들에 의해 둘러싸여 있는 2개의 독자적인 Y3 + 양이온들이 있다. 뒤틀린 VO6 팔면체는 [100] 방향을 따라 O(10)를 통해, 그리고, [010] 방향을 따라 O(9) 및 O(11)을 통해 그들의 꼭지점을 공유하여, ab-면에서 코너가 공유된 VO6 팔면체로 이루어진 층들을 형성한다. YVTe2O8에서 [100] 방향을 따라 짧고 긴 V-O 결합이 층간에 번갈아 나타난다. 그러나, NCS 극성 YVSe2O8에서는 짧은 V-O 결합 모두 [001] 방향 쪽으로 모이나, 긴 V-O 결합 모두 [00-1] 방향을 향하고 있다. 이외의 다른 종류의 층들은 [100] 방향을 따라 O(1) [또는 O(7)]를 통해, 그리고, [010] 방향을 따라 O(2)와 O(3) [또는 O(5)와 O(8)] 를 통해 뒤틀린 YO8 그룹의 엣지를 공유하여 얻어진다. TeO3 그룹들은 층내 및 층간 링커로 작용하여 YVTe2O8의 3차원 골격구조를 완성한다. Te4 + 상에 있는 고립전자쌍은 4개의 방향 [001], [00-1], [-100], 및 [100] 중 대략 하나를 가리킨다. 따라서, YVTe2O8의 구조는 중성 골격구조, {[Y(1)O8/3]-2.333 [Y(2)O8/3]-2.333 2[VO6 /2]-1.000 [Te(1)O3/3]+2.000 [Te(2)O2/2O1 /3]+1.333 [Te(3)O2/2O1 /3]+1.333 [Te(4)O3/3]+2.000}0로 묘사할 수 있다. The YVTe 2 O 8 of the second embodiment crystallizes in the monoclinic central symmetric space group C 2 / m (No. 12), and has a three-dimensional structure including twisted YO 8 polyhedron, VO 6 octahedron and asymmetric TeO 3 group component Y 3 + -V 5 + -Te 4 + - of an oxide, within the asymmetric unit unique V 5 + cations are present in the distorted octahedral coordination environment, with six oxygen atoms, the four original Te 4+ cations 1.846 (5) in the asymmetric triangular pyramid configuration environment with three oxygen atoms originating from the Te-O bond and the lone electron pair in the range exceeding -1.912 (4) Å. There are two proprietary Y 3 + cations surrounded by eight oxygen atoms in a twisted, quasi-prismatic environment. The twisted VO 6 octahedrons share their vertices through O (10) along the [100] direction and through O (9) and O (11) along the [010] direction, To form the layers of the VO 6 octahedron. In YVTe 2 O 8 , short and long VO bonds along the [100] direction alternate between layers. However, in the NCS polarity YVSe 2 O 8 , both short VO bonds are collected toward the [001] direction, but both long VO bonds are directed toward the [00-1] direction. O (2) and O (3) [or O (5)] along the [010] direction through the O (1) through and O (8)] it is obtained by sharing the edges of the twisted YO 8 group. TeO 3 groups act as an interlayer and interlaminar linker to complete the three-dimensional framework structure of YVTe 2 O 8 . The isolated electron pair on Te 4 + indicates approximately one of the four directions [001], [00-1], [-100], and [100]. Thus, the structure of YVTe 2 O 8 is a neutral framework structure, {[Y (1) O 8/3] -2.333 [Y (2) O 8/3] -2.333 2 [VO 6/2] -1.000 [Te ( 1) O 3/3] +2.000 [Te (2) O 2/2 O 1/3] +1.333 [Te (3) O 2/2 O 1/3] +1.333 [Te (4) O 3/3 ] +2.000 } 0 .

이하, 본 발명의 혼합금속산화물의 물성 및 특성을 도면을 이용하여 설명한다.Hereinafter, physical properties and characteristics of the mixed metal oxide of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 6 및 7는 본 발명의 혼합금속산화물의 열중량 분석 결과를 나타낸 것으로, TGA 다이어그램 결과로부터 YVSe2O8는 500 내지 550 ℃에서 무게변화를 나타내고, SeO2가 승화하면서 최종적으로 YVO4으로 분해되었다. YVTe2O8는 700 내지 750 ℃에서 무게변화를 나타내어 최종적으로 YVO4 및 Y2Te6O15으로 분해되었다. 6 and 7 show the result of thermogravimetric analysis of the mixed metal oxide of the present invention. From the results of the TGA diagram, YVSe 2 O 8 shows a change in weight at 500 to 550 ° C. and SeO 2 finally decomposes into YVO 4 . YVTe 2 O 8 showed a weight change at 700 to 750 ° C and finally decomposed into YVO 4 and Y 2 Te 6 O 15 .

또한, 표 3은 본 발명의 혼합금속산화물의 국소 쌍극자 모멘트를 측정한 결과로, 국소 쌍극자 모멘트를 측정하여 SeO3 및 TeO4 다면체에서 뒤틀기의 방향과 크기를 정량화할 수 있으며, 본 발명의 혼합금속산화물에서, VO6, SeO3 및 TeO3 다면체의 쌍극자 모멘트는 각각 약 YVSe2O8의 경우, 8.70D, 7.83D, 9.42D이고, YVTe2O8의 경우, 10.42D, 10.61D, 9.69D(D = Debyes)를 나타내는 것을 확인하였다.Table 3 shows the results of measuring the local dipole moments of the mixed metal oxides of the present invention. By measuring the local dipole moments, it is possible to quantify the direction and size of twist in the SeO 3 and TeO 4 polyhedrons, in the oxide, VO 6, SeO 3, and if the polyhedron TeO 3 2 O of from about YVSe each dipole moment 8, 8.70D, 7.83D, 9.42D and, YVTe in 2 O 8, 10.42D, 10.61D, 9.69D (D = Debyes).

본 발명의 혼합금속산화물, YVSe2O8 및 YVTe2O8은 중심성이 다르나 둘 다 C4 중심을 벗어난 변형이 있는 VO6 팔면체를 포함하고 있어 VO6팔면체에 대해 중심을 벗어난 변형(Dd) 정도를 정량화한 결과, YVSe2O8 및 YVTe2O8에서 VO6팔면체에 대한 Dd 값은 각각 0.69 및 0.72였다. 상기 값은 V5 + (1.10)에 대한 팔면체내 평균 변형 정도보다 작다. 화학양론적으로 유사하더라도, YVSe2O8는 NCS 공간군에서 결정화하고, YVTe2O8는 CS에서 결정화한다. Te4 +에 대한 평균 반경과 양이온-고립전자쌍 거리가 Se4 +의 것 보다 훨씬 크기 때문에, YVTe2O8는 YO8 다면체 주변에 더 많은 공간을 필요로 한다. 즉, 만약 더 큰 TeO3 다면체가 제한된 공간 내에 같은 방향으로 배열되어 있다면, 비우호적인 고립전자쌍-고립전자쌍 상호작용이 예상될 수 있다. 그리하여, TeO3 링커는 반대 방향으로 배열하여 CS 공간군이 된다. 그러나, 더 작고 견고한 SeO3 그룹은 어떠한 반발 작용 없이 제한된 공간에 남아있을 수 있어 NCS 구조를 안정화한다. Mixed metal oxide, YVSe 2 O 8 and YVTe 2 O 8 of the present invention because it contains the VO 6 octahedron with a deformation out of the C 4 center centrality is both different in variant off-center for the VO 6 octahedral (D d) As a result, the D d values of VO 6 octahedra in YVSe 2 O 8 and YVTe 2 O 8 were 0.69 and 0.72, respectively. The value is less than the average degree of octahedral body variations of the V 5 + (1.10). Although stoichiometrically similar, YVSe 2 O 8 crystallizes in the NCS space group and YVTe 2 O 8 crystallizes in CS. YVTe 2 O 8 requires more space around the YO 8 polyhedron, because the average radius for Te 4 + and the cation-isolated electron pair distance are much larger than for Se 4 + . That is, if larger TeO 3 polyhedra are arranged in the same direction in a confined space, unfavorable lone pair-lone pair interaction may be expected. Thus, the TeO 3 linker is arranged in the opposite direction to become the CS space group. However, smaller and more robust SeO 3 groups can remain in a limited space without any repulsion, stabilizing the NCS structure.

상술한 바와 같이, 본 발명의 혼합금속산화물은 구조적으로 보았을 때 특정 방향으로 극성을 갖고 있는 비중심대칭의 구조를 보이며 이러한 구조적 특징으로 인하여 조사된 빛의 두 배에 해당하는 주파수의 빛을 발하며 에너지를 증폭 시킬 수 있다. 다음과 같은 특성을 비선형 광학 특성이라 하는데 이것을 이용하여, 무선통신, 다양한 레이저 소자, 비선형 광학 소자, 압전 센서, 컴퓨터 소자, 양자간섭장치 등에 사용할 수 있으며, 알데히드의 아세탈화 반응과 같이 다양한 유기물들을 쉽게 변환시킬 수 있는 불균일 산촉매 등으로 사용할 수 있다.As described above, the mixed metal oxide of the present invention exhibits a non-center-symmetric structure having a polarity in a specific direction when viewed from a structural point of view. Due to such a structural feature, the mixed metal oxide emits light with a frequency corresponding to twice the irradiated light, Can be amplified. The following characteristics are called nonlinear optical properties and can be used in wireless communication, various laser devices, nonlinear optical devices, piezoelectric sensors, computer devices, quantum interference devices, etc., and various organic substances such as acetalization reaction of aldehyde A heterogeneous acid catalyst which can be converted, and the like.

따라서, 본 발명의 혼합금속산화물을 이용하여 레이저 소자, 비선형 광학 소자, 압전 센서, 무선통신, 촉매, 전력 저장 수송 장치, 컴퓨터 소자 또는 양자간섭장치 등에 적용한 제품 개발에 유용하다.
Therefore, the present invention is useful for the development of a product using the mixed metal oxide of the present invention, such as a laser device, a nonlinear optical device, a piezoelectric sensor, a wireless communication, a catalyst, a power storage transportation device, a computer device or a quantum interference device.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the following examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

<실시예 1> 혼합금속산화물의 합성&Lt; Example 1 > Synthesis of mixed metal oxide

혼합금속산화물 합성에 사용된 Y2O3(Alfa Aesar, 99.9%), V2O5(Junsei, 99%), SeO2(Aldrich, 99.8%) 및 TeO2(Alfa Aesar, 98%)는 구입한 대로 사용하였다.Purchase of Y 2 O 3 (Alfa Aesar, 99.9%), V 2 O 5 (Junsei, 99%), SeO 2 (Aldrich, 99.8%) and TeO 2 (Alfa Aesar, 98% As shown in Fig.

YVSe2O8의 단결정은 수열합성반응을 통해 성장되었다. 0.113 g(5.00×10-4 mol)의 Y2O3, 0.091 g(5.00×10-4 mol)의 V2O5, 0.222 g(2.00×10-3 mol)의 SeO2 및 5 mL의 탈이온수를 23 mL-테플론컵에 담은 후 스테인리스 스틸 오토클레이브에 넣었다. 상기 반응기를 단단히 밀봉하고, 230℃까지 4일 동안 가열하고, 6℃/h의 속도로 실온까지 냉각하였다. 냉각 후, 오토클레이브를 열고, 여과하여 산물을 회수하고, 증류수로 세척하였다. 밝은 녹색 결정의 YVSe2O8 및 무색 결정의 Y(SeO3)(HSeO3)·2H2O를 포함하는 산물을 단-결정 X-선 회절로 확인하였다. The single crystals of YVSe 2 O 8 were grown by hydrothermal synthesis. , Y 2 O 3 of 0.113 g (5.00 × 10 -4 mol), V 2 O 5 of 0.091 g (5.00 × 10 -4 mol), 0.222 g (2.00 × 10 -3 mol) of SeO 2 , The ionized water was placed in a 23 mL-Teflon cup and placed in a stainless steel autoclave. The reactor was tightly sealed, heated to 230 占 폚 for 4 days, and cooled to room temperature at a rate of 6 占 폚 / h. After cooling, the autoclave was opened and the product was collected by filtration and washed with distilled water. Y (SeO 3) of light green crystals of YVSe 2 O 8 and the colorless crystals (HSeO 3) · a single product containing the 2H 2 O - determination was confirmed by X- ray diffraction.

YVTe2O8 결정은 표준 고체상 반응에 의해 얻었다. 0.113 g(5.0×10-4 mol)의 Y2O3, 0.091 g(5.0×10-4 mol)의 V2O5 및 0.638 g(4.0×10-3 mol)의 TeO2 를 아게이트 유발과 막자를 사용하여 완전히 갈고 난 후, 펠렛으로 압축하였다. 펠렛을 용융 실리카 튜브로 옮겼다. 상기 튜브를 20분간 진공처리하고, 불꽃으로 밀봉하였다. 밀봉된 실리카 튜브를 650℃까지 48시간 동안 가열하고, 3℃/h의 속도로 500℃까지 냉각하고 나서 실온까지 다시 냉각하였다. 노란 결정의 YVTe2O8는 상기 반응으로부터 성장시켜 무정형의 상을 갖도록 하였다. YVTe 2 O 8 crystals were obtained by standard solid phase reaction. 0.113 g (5.0 x 10 -4 mol) of Y 2 O 3 , 0.091 g (5.0 x 10 -4 mol) of V 2 O 5 And 0.638 g (4.0 × 10 -3 mol ) of the fully after grinding using an agate pestle and causing the TeO 2, was compressed into pellets. The pellet was transferred to a fused silica tube. The tube was vacuum treated for 20 minutes and sealed with a flame. The sealed silica tube was heated to 650 占 폚 for 48 hours, cooled to 500 占 폚 at a rate of 3 占 폚 / h, and cooled again to room temperature. Yellow crystals of YVTe 2 O 8 were grown from the reaction to have an amorphous phase.

YVSe2O8 및 YVTe2O8의 순수 다결정 샘플은 유사한 고체상 반응을 통해 합성하였다. 화학양론적 함량의 Y2O3, V2O5 및 SeO2(또는 TeO2)를 완전히 혼합하고, 펠렛으로 압축하였다. 상기 펠렛을 쿼츠 튜브에 넣고, 진공처리하고 밀봉하였다. 상기 튜브를 3회 중간 재연마를 수행하면서 YVSe2O8의 경우 450℃까지, YVTe2O8의 경우 550℃까지 48시간 동안 가열하였다.
Pure polycrystalline samples of YVSe 2 O 8 and YVTe 2 O 8 were synthesized through a similar solid phase reaction. The stoichiometric amounts of Y 2 O 3 , V 2 O 5 and SeO 2 (or TeO 2 ) were mixed thoroughly and compressed into pellets. The pellets were placed in a quartz tube, vacuum treated and sealed. For a while performing the intermediate tube 3 times replay dry for YVSe 2 O 8 to 450 ℃, YVTe 2 O 8 was heated for 48 h to 550 ℃.

<실험예 1> 분말 X-선 회절 패턴 분석Experimental Example 1 Powder X-ray diffraction pattern analysis

합성된 화합물에 대한 상 순수도를 확인하기 위해 분말 X-선 회절을 이용하였다. 분말 XRD 데이터는 실온에서 2θ 범위, 5-70°에서, 40 kV 및 40 mA에서, Cu Kα 방사선을 이용하여 Bruker D8-Advance diffractometer에서 수집하였다. Powder X-ray diffraction was used to determine the phase purity for the synthesized compound. Powder XRD data were collected on a Bruker D8-Advance diffractometer using Cu Kα radiation at 40 kV and 40 mA at 2-70 at room temperature, 5-70 °.

도 1은 상기 실시예 1에서 합성한 다결정질에 대한 XRD 패턴의 실험치를 계산치와 비교 분석한 것으로, 합성된 물질에 대한 실험적인 분말 XRD 패턴은 단-결정 모델에서 계산된 데이터와 상당히 일치하였다. 상기에서 얻은 벌크 샘플에 대한 분말 X-선 회절 데이터는 각 합성된 물질이 순수하고, 단-결정 데이터에서 계산된 패턴에 상당히 일치함을 나타낸다.
FIG. 1 compares the calculated XRD patterns of the polycrystalline synthesized in Example 1 with the calculated values, and the experimental powder XRD pattern for the synthesized material is in agreement with the data calculated in the single-crystal model. Powder X-ray diffraction data for the bulk sample obtained above show that each synthesized material is pure and substantially matches the pattern calculated in the single-crystal data.

<실험예 2> 구조 분석<Experimental Example 2> Structural analysis

상기 실시예 1에서 합성된 화합물들의 구조를 해석하고, 표준 결정학적 방법에 따라 정제하였다. 단 결정 데이터 분석을 위해 녹색 블록(0.017×0.020×0.032 mm3)의 YVSe-2O8 및 밝은 노란색 블럭(0.021×0.025×0.041 mm3)의 YVTe2O8를 사용하였다.The structures of the compounds synthesized in Example 1 were analyzed and purified according to standard crystallographic methods. For single crystal data were analyzed using the green block YVTe 2 O 8 in YVSe- 2 O 8, and a bright yellow block (0.021 × 0.025 × 0.041 mm 3 ) of (0.017 × 0.020 × 0.032 mm 3 ).

모든 데이터는 실온에서 그라파이트 모노크로메이티드 Mo Kα 방사선을 이용하여 1K CCD area detector가 장착된 Bruker SMART BREEZE 회절분석기에서 수집하였다. 데이터는 오메가에서 0.30°의 스캔 너비와 10 s/frame의 노출 시간을 사용한 내로우-프레임 방법을 이용하여 수집하였다. 처음 50 프레임은 장비와 결정 안정성을 모니터링 하기 위해 데이터 수집 말기에 다시 측정하였다. 강도에 적용된 최대 보정은 <1%였다. SAINT 프로그램을 이용하여 검출기 면판을 통과하는 경로 길이에서의 변수로 인한 로렌쯔 팩터, 편광, 공기 흡수 및 흡착에 대해 보정된 강도들과 데이터를 통합하였다. SADABS 프로그램을 이용하여 반경험적 흡수 보정이 수행되었다. SHELXS-97을 이용하여 구조를 풀고 SHELXL-97을 이용하여 데이터를 정제하였다. YVTe2O8 에서 관찰된 사방정계 매트릭스는 Laue class 2/m에서 mmm까지 결정의 슈도-결면 쌍정(pseudo-merohedral twinning)을 시사한다. 사실, 본 발명자들이 사방정계 공간군, Cmca에서의 구조를 정제하였을 때, 모든 구성 원자들은 무질서 상태였고, 비합리적인 배위 환경들이 발생했다. 그러나, YVTe2O8의 구조는 단사정계 공간군, C2/m에서 성공적으로 정제되었다. 모든 계산은 WinGX-98 crystallographic software package를 사용하여 수행하였다. 합성된 화합물의 결정데이터와 선택된 결합 거리는 각각 표 1 및 2에 나타내었다. All data were collected on a Bruker SMART BREEZE diffractometer equipped with a 1K CCD area detector using graphite monochromated Mo Kα radiation at room temperature. Data were collected using a narrow-frame method with a scan width of 0.30 ° in Omega and an exposure time of 10 s / frame. The first 50 frames were measured again at the end of data collection to monitor equipment and crystal stability. The maximum correction applied to the strength was <1%. The SAINT program was used to integrate data with corrected intensities for Lorentz factor, polarization, air absorption and adsorption due to variables in the path length through the detector faceplate. Semi-empirical absorption correction was performed using the SADABS program. The structure was solved using SHELXS-97 and the data were refined using SHELXL-97. The orthorhombic matrix observed in YVTe 2 O 8 is Laue class 2 / m suggesting a pseudo-merohedral twinning of the crystal to mmm . In fact, when we refined the structure in the orthotropic space group, Cmca , all constituent atoms were disordered and unreasonable coordination environments occurred. However, the structure of YVTe 2 O 8 was successfully purified in monoclinic space group, C 2 / m . All calculations were performed using the WinGX-98 crystallographic software package. Crystal data and selected binding distances of the synthesized compounds are shown in Tables 1 and 2, respectively.

YVSe2O8 및 YVTe2O8 의 결정학적 데이터Crystallographic data of YVSe 2 O 8 and YVTe 2 O 8 expression YVSe2O8 YVSe 2 O 8 YVTe2O8 YVTe 2 O 8 fwfw 425.77425.77 523.05523.05 공간군Space group Abm2 (No. 39) A bm2 (No. 39) C2/m (No. 12) C 2 / m (No. 12) a (Å) a (A) 10.4036(4)10.4036 (4) 7.9396(10)7.9396 (10) b (Å) b (A) 7.5904(3)7.5904 (3) 7.5625(10)7.5625 (10) c (Å) c (A) 7.8341(3)7.8341 (3) 21.282(2)21.282 (2) β(°) β (°) 9090 90.010(10)90.010 (10) V (Å3) V3 ) 618.64(4)618.64 (4) 1277.85(3)1277.85 (3) ZZ 44 88 T (K) T (K) 298.0(2)298.0 (2) 298.0(2)298.0 (2) l (Å) l (A) 0.710730.71073 0.710730.71073 r calcd (g cm-3) r calcd (g cm -3 ) 4.5714.571 5.4385.438 m (mm-1) m (mm -1 ) 22.61722.617 19.45819.458 Flack parameterFlack parameter -0.06(3)-0.06 (3) N/AN / A R(F)a R ( F ) a 0.04630.0463 0.02880.0288 R w (F o 2)b R w ( F o 2 ) b 0.11260.1126 0.06820.0682 a R (F) = S ||F o | - |F c || / S |F o |. b R w (F o 2) = [Sw(F o 2 - F c 2)2 / Sw(F o 2)2]1/2 a R (F) = S || F o | - | F c || / S | F o |. b R w ( F o 2 ) = [S w ( F o 2 - F c 2 ) 2 / S w ( F o 2 ) 2 ] 1/2

YVSe2O8 및 YVTe2O8 선택된 결합 거리(Å)YVSe 2 O 8 and YVTe 2 O 8 Selected bond distance (A) YVSe2O8 YVSe 2 O 8 YVTe2O8 YVTe 2 O 8 V(1)-O(1) ×2V (1) -O (1) x 2 1.923(9) 1.923 (9) V(1)-O(4) V (1) -O (4) 1.911(4) 1.911 (4) V(1)-O(2)V (1) -O (2) 1.616(4)1.616 (4) V(1)-O(6)V (1) -O (6) 1.909(4)1.909 (4) V(1)-O(2)V (1) -O (2) 2.301(14)2.301 (14) V(1)-O(9)V (1) -O (9) 1.950(2)1.950 (2) V(1)-O(3)×2V (1) -O (3) x 2 1.972(4)1.972 (4) V(1)-O(10)V (1) -O (10) 1.628(4)1.628 (4) Se(1)-O(1)×2Se (1) -O (1) x 2 1.722(8)1.722 (8) V(1)-O(10)V (1) -O (10) 2.342(4)2.342 (4) Se(1)-O(4) Se (1) -O (4) 1.690(12)1.690 (12) V(1)-O(11)V (1) -O (11) 1.953(2)1.953 (2) Se(2)-O(5) Se (2) -O (5) 1.724(12)1.724 (12) Te(1)-O(1)×2Te (1) -O (1) x 2 1.879(4)1.879 (4) Se(2)-O(6)×2Se (2) -O (6) x 2 1.703(8)1.703 (8) Te(1)-O(2) Te (1) -O (2) 1.893(5)1.893 (5) Y(1)-O(4)×2Y (1) -O (4) x 2 2.360(7)2.360 (7) Te(2)-O(3) Te (2) -O (3) 1.858(5) 1.858 (5) Y(1)-O(5)×2Y (1) -O (5) x 2 2.365(7)2.365 (7) Te(2)-O(4)×2Te (2) -O (4) x 2 1.906(4)1.906 (4) Y(1)-O(6)×2Y (1) -O (6) x 2 2.326(9)2.326 (9) Te(3)-O(5) Te (3) -O (5) 1.846(5)1.846 (5) Y(1)-O(6)×2Y (1) -O (6) x 2 2.369(9)2.369 (9) Te(3)-O(6)×2Te (3) -O (6) x 2 1.912(4)1.912 (4) Te(4)-O(7)×2Te (4) -O (7) x 2 1.878(4) 1.878 (4) Te(4)-O(8) Te (4) -O (8) 1.891(5)1.891 (5) Y(1)-O(1)×2Y (1) -O (1) x 2 2.331(4)2.331 (4) Y(1)-O(1)×2Y (1) -O (1) x 2 2.439(4)2.439 (4) Y(1)-O(2)×2Y (1) -O (2) x 2 2.393(3)2.393 (3) Y(1)-O(3)×2Y (1) -O (3) x 2 2.304(3)2.304 (3) Y(2)-O(5)×2Y (2) -O (5) x 2 2.312(3)2.312 (3) Y(2)-O(7)×2Y (2) -O (7) x 2 2.336(4)2.336 (4) Y(2)-O(7)×2Y (2) -O (7) x 2 2.436(4)2.436 (4) Y(2)-O(8)×2Y (2) -O (8) x 2 2.391(3)2.391 (3)

도 2 및 3은 본 발명의 YVSe2O8 및 YVTe2O8의 결정구조의 볼-앤드-스틱 모델 도면을 나타낸 것으로,2 and 3 show a ball-and-stick model diagram of the crystal structure of YVSe 2 O 8 and YVTe 2 O 8 of the present invention,

YVSe2O8는 사방정계 극성 비중심대칭 공간군, Abm2(No. 39)에서 결정화되었다. YVSe2O8의 구조적 백본은 YO8, VO6 및 SeO3 다면체로 구성되어 있다. 독자적인 V5 + 양이온은 SOJT 변형으로 인해 6개의 산소 원자들과 매우 뒤틀린 팔면체 배위 환경에 있다: V5 + 양이온은 팔면체의 코너 쪽으로 뒤틀려 (국소 C4 [001] 방향), 1개는 짧은 길이[1.616(14)Å], 4개는 중간 길이[1.923(9) ~ 1.972(4)Å], 및 1개는 긴 길이 [2.301(14)Å]의 V-O 결합 거리를 생성한다. 2개의 독자적인 Se4 + 양이온들은 비대칭 단위 내에 존재하고, 2개의 Se4 + 양이온들은 입체활성적인 고립전자쌍을 포함하여 비대칭 배위 환경을 나타낸다. Se-O 결합 거리는 1.690(12) ~ 1.724(12)Å이다. Y3 + 양이온들은 Y-O 결합 길이가 2.326(9) ~ 2.369(9)Å인 뒤틀린 사각 반프리즘(antiprismatic) 배위 환경에서 8개의 산소 원자들에 의해 연결되어 있다. 도 2에 나타난 바와 같이, 뒤틀린 VO6 팔면체는 각각 [001] 및 [010] 방향을 따라 O(2) 및 O(3)을 통해 그들의 코너를 공유한다. 그리하여, 코너가 공유된 VO6 팔면체로 이루어진 층들이 bc-면에서 얻어진다. 이 층 내에, 4-원 고리(4MRs)가 관찰된다. 뒤틀린 YO8 사각 반프리즘은 [001] 방향을 따라 O(6)를 통해, [010] 방향을 따라 O(4) 및 O(5)를 통해 그들의 엣지를 공유하여 bc-면에서 엣지가 공유된 YO8 다면체와 그들의 4MRs의 다른 층을 형성한다(도 2b 참조). 마지막으로, SeO3 그룹은 이들 VO6 및YO8 다면체를 연결한다. Se(1)O3 그룹은 층간 링커로 제공하나, Se(2)O3 그룹은 층내 커넥터로 작용한다(도 2c). 이로써, 3차원 골격구조의 YVSe2O8이 완성된다. 따라서, YVSe2O8의 구조는 중성 골격구조, {[YO8 /3]-2.333 [VO6 /2]-1.000 [Se(1)O2/2O1/3]+1.333 [Se(2)O3/3]+2.000}0로 묘사될 수 있다. Y3 +, V5 +, 및 Se4 +에 대한 결합가 총합 계산 결과, 각각 3.18, 4.62, 및 3.89-3.91의 값을 나타냈다.YVSe 2 O 8 crystallized in Abm 2 (No. 39), an orthotropic polar noncentral symmetric space group. The structural backbone of YVSe 2 O 8 consists of YO 8 , VO 6 and SeO 3 polyhedra. The unique V 5 + cations are in a highly twisted octahedral coordination environment with six oxygen atoms due to SOJT deformation: V 5 + cations are distorted towards the corners of the octahedral (local C 4 [001] orientation) 1.616 (14) Å], four intermediate lengths [1.923 (9) to 1.972 (4) Å], and one long-length [2.301 (14) Å] VO coupling distance. Two unique Se 4 + cations are present in the asymmetric unit, and two Se 4 + cations contain the stereospecific lone pair of electrons to represent the asymmetric coordination environment. The Se-O bonding distance is 1.690 (12) to 1.724 (12) A. The Y 3 + cations are connected by eight oxygen atoms in a twisted rectangular antiprismatic coordination environment with a YO bond length of 2.326 (9) to 2.369 (9) Å. As shown in FIG. 2, the warped VO 6 octahedrons share their corners through O (2) and O (3) along the [001] and [010] directions, respectively. Thus, layers of VO 6 octahedra sharing corners are obtained at bc - plane. In this layer, a 4-membered ring (4MRs) is observed. The twisted YO 8 rectangular half-prisms share their edges through O (4) and O (5) along the [010] direction through O (6) along the [001] direction so that edges on the bc- YO 8 polyhedra and other layers of their 4 MRs (see Figure 2b). Finally, the SeO 3 group connects these VO 6 and YO 8 polyhedra. The Se (1) O 3 group serves as an interlayer linker, while the Se (2) O 3 group serves as an in-layer connector (FIG. This completes the YVSe 2 O 8 of the three-dimensional framework structure. Thus, the structure of YVSe 2 O 8 is a neutral framework structure, {[YO 8/3] -2.333 [VO 6/2] -1.000 [Se (1) O 2/2 O 1/3] +1.333 [Se (2 ) O 3/3 ] +2.000 } 0 . 3 + Y, + 5 V, and the total valence calculation results for Se 4 +, showed a value of each of 3.18, 4.62, and 3.89 to 3.91.

다른 새로운 사성분계 YVTe2O8는 단사정계 중심대칭 공간군 C2/m(No. 12)에서 결정화되었다. YVTe2O8 는 뒤틀린 YO8 다면체, VO6 팔면체, 및 비대칭 TeO3 그룹을 포함하는 3차원 사성분계 Y3 +-V5 +-Te4 +-산화물이다. 비대칭 유닛 내에서 독자적인 V5 + 양이온들은 6개의 산소 원자들과 더불어 뒤틀린 팔면체 배위 환경에 존재한다. YVSe2O8과 유사하게, 독자적인 V5 + 양이온은 국소 C4 방향을 따라 뒤틀려 있어 1개는 짧은 길이[1.628(4)Å], 4개는 중간 길이[1.909(4)-1.953(2)Å], 및 1개는 긴 길이[2.342(4)Å]의 V-O 결합 길이를 이룬다. 또한, 4개의 독자적인 Te4 + 양이온들은 1.846(5)-1.912(4)Å에 이르는 범위의 Te-O 결합과 고립전자쌍에서 기인한 3개의 산소 원자와 더불어 비대칭 삼각 피라미드 배위 환경에 있다. 2.304(3) ~ 2.439(4)Å 범위의 Y-O 결합 길이를 갖는 뒤틀린 사각 반프리즘 환경에서 8개의 산소 원자들에 의해 둘러싸여 있는 2개의 독자적인 Y3 + 양이온들이 있다. 뒤틀린 VO6 팔면체는 [100] 방향을 따라 O(10)를 통해, 그리고, [010] 방향을 따라 O(9) 및 O(11)을 통해 그들의 꼭지점을 공유하여, ab-면에서 코너가 공유된 VO6 팔면체로 이루어진 층들을 형성한다(도 3a 참조). 주목할 것은, YVTe2O8에서 [100] 방향을 따라 짧고 긴 V-O 결합이 층간에 번갈아 나타난다는 것이다(도 3a). 그러나, NCS 극성 YVSe2O8에서는 짧은 V-O 결합 모두 [001] 방향 쪽으로 모이나, 긴 V-O 결합 모두 [00-1] 방향을 향하고 있다(도 2). 또한, YVSe2O8의 것과 유사하게, 다른 종류의 층들은 [100] 방향을 따라 O(1) [또는 O(7)]를 통해, 그리고, [010] 방향을 따라 O(2)와 O(3) [또는 O(5)와 O(8)]를 통해 뒤틀린 YO8 그룹의 엣지를 공유하여 얻어진다(도 3b). TeO3 그룹들은 층내 및 층간 링커로 작용하여 YVTe2O8의 3차원 골격구조를 완성한다(도 3c). Te4 + 상에 있는 고립전자쌍이 4개의 방향 [001], [00-1], [-100], 및 [100] 중 대략 하나를 가리킴을 쉽게 알아차릴 수 있다(도 3c). 전체적으로 볼 때, Te4 +에 부수적으로 따르는 고립전자쌍 극성이 사라진다. 따라서, YVTe2O8 의 구조는 중성 골격구조, {[Y(1)O8/3]-2.333 [Y(2)O8/3]-2.333 2[VO6 /2]-1.000 [Te(1)O3/3]+2.000 [Te(2)O2/2O1 /3]+1.333 [Te(3)O2/2O1 /3]+1.333 [Te(4)O3/3]+2.000}0로 묘사될 수 있다. Y3 +, V5 +, 및 Te4 + 에 대한 결합가 총합 계산 결과, 각각 3.09-3.12, 4.68, 및 3.80-3.88 범위의 값을 나타냈다.
Another new quaternary component YVTe 2 O 8 crystallized in monoclinic center symmetric space group C 2 / m (No. 12). YVTe 2 O 8 is a three-dimensional four-component Y 3 + -V 5 + -Te 4 + -oxide containing twisted YO 8 polyhedra, VO 6 octahedral, and asymmetric TeO 3 groups. Within the asymmetric unit, the unique V 5 + cations are present in a twisted octahedral coordination environment with six oxygen atoms. Similar to YVSe 2 O 8 , proprietary V 5 + cations are distorted along the local C 4 direction, one with shorter length [1.628 (4) Å] and four with intermediate length [1.909 (4) -1.953 (2) Å], and one has a VO junction length of long length [2.342 (4) Å]. In addition, the four proprietary Te 4 + cations are in an asymmetric triangular pyramid coordination environment with three oxygen atoms originating from Te-O bonds and isolated electron pairs ranging from 1.846 (5) -1.912 (4) Å. There are two unique Y 3 + cations surrounded by eight oxygen atoms in a twisted rectangular half-prismatic environment with an YO bond length in the range of 2.304 (3) to 2.439 (4) Å. The twisted VO 6 octahedrons share their vertices through O (10) along the [100] direction and through O (9) and O (11) along the [010] direction, To form layers of the VO 6 octahedron (see FIG. 3A). Note that short and long VO bonds along the [100] direction in YVTe 2 O 8 alternate between layers (FIG. 3A). However, in the NCS polarity YVSe 2 O 8 , both short VO bonds are collected toward the [001] direction, but both long VO bonds are directed toward the [00-1] direction (FIG. 2). Also, similar to that of YVSe 2 O 8 , different kinds of layers are formed along O (1) [or O (7)] along the [100] (Fig. 3B) by sharing the edges of the YO 8 group twisted via the O (3) [or O (5) and O (8)]. The TeO 3 groups act as intra- and interlayer linkers to complete the three-dimensional framework structure of YVTe 2 O 8 (Figure 3c). It can be easily noticed that the isolated electron pair on Te 4 + indicates approximately one of the four directions [001], [00-1], [-100], and [100] (FIG. Overall, disappears along with the lone pair of electrons polarized incidental Te 4 +. Thus, the structure of YVTe 2 O 8 is a neutral framework structure, {[Y (1) O 8/3] -2.333 [Y (2) O 8/3] -2.333 2 [VO 6/2] -1.000 [Te ( 1) O 3/3] +2.000 [Te (2) O 2/2 O 1/3] +1.333 [Te (3) O 2/2 O 1/3] +1.333 [Te (4) O 3/3 ] it can be described as +2.000 0}. Y 3 + , V 5 + , and Te 4 + , respectively, the values of the values were in the range of 3.09-3.12, 4.68, and 3.80-3.88, respectively.

<실험예 3> 적외선 스펙트럼 분석<Experimental Example 3> Infrared spectrum analysis

적외선 스펙트럼은 400-4000cm-1 범위에서 KBr 매트릭스에 샘플이 끼워져 있는 Varian 1000 FT-IR spectrometer에서 기록하였다. Infrared spectra were recorded on a Varian 1000 FT-IR spectrometer with samples embedded in KBr matrix at 400-4000 cm -1 range.

도 4에 나타난 바와 같이, YVSe2O8 및 YVTe2O8의 적외선 스펙트럼에서 Y-O, V-O, Se-O, 및 Te-O 진동수가 관찰되었다. Y-O 진동수는 ca. 406-487 cm-1에서 관찰되었다. 507-555 및 821-862 cm-1 주변에서 관찰된 밴드는 각각 O-V-O 및 V-O 진동수에 해당한다. 약 663-779 및 603-759 cm-1에서 보이는 피크는 각각 Se-O 및 Te-O 진동수에서 기인한 것으로 보인다.
As shown in FIG. 4, YO, VO, Se-O, and Te-O frequencies were observed in the infrared spectra of YVSe 2 O 8 and YVTe 2 O 8 . The YO frequency is ca. Was observed at 406-487 cm -1 . The bands observed around 507-555 and 821-862 cm -1 correspond to the OVO and VO frequencies, respectively. Peaks appearing at about 663-779 and 603-759 cm -1 appear to be due to Se-O and Te-O frequencies, respectively.

<실험예 4> UV-Vis 확산 반사율 스펙트럼 분석(Diffuse Reflectance Spectroscopy)EXPERIMENTAL EXAMPLE 4 UV-Vis Diffuse Reflectance Spectroscopy (Diffuse Reflectance Spectroscopy)

UV-visible 확산 반사율 데이터는 한국광기술원에서 실온에서 200-2500 nm 스펙트럼 범위를 초과하여 Varian Cary 500 scan UV-vis-NIR spectrophotometer에서 수집하였다. 반사율 스펙트럼은 Kubelka-Munk 함수를 사용하여 흡광도로 변환하였다:The UV-visible diffuse reflectance data were collected on a Varian Cary 500 scan UV-vis-NIR spectrophotometer at a room temperature in the Korean photovoltaic source in excess of the 200-2500 nm spectral range. The reflectance spectra were converted to absorbance using the Kubelka-Munk function:

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112014103248850-pat00001
Figure 112014103248850-pat00001

여기서, K는 흡수, S는 산란 및 R는 반사를 나타낸다. Here, K represents absorption, S represents scattering, and R represents reflection.

(K/S)-대-E 플롯에서, 상승 곡선의 직선 부분을 0으로 외삽하면, YVSe2O8 및 YVTe2O8에 대해 각각 2.7 및 2.2 eV에서 흡수 시작이 산출된다. 실시예 1에서 합성된 화합물에 대한 밴드갭은 SeO3 또는 TeO3 다면체로부터 유래한 뒤틀기뿐만 아니라 전도 밴드에 관련된 V(3d) 오비탈의 등급(degree)때문일 것이다. 합성된 화합물에 대한 흡수 값의 시작은 바나듐 셀레나이트 및 텔루라이트의 선행 연구들과 일치한다. YVSe2O8 및 YVTe2O8에 대한 (K/S)-대-E 플롯은 도 5에 도시되어 있다.
On a (K / S) -to- E plot, extrapolating the straight line portion of the rising curve to zero yields an absorption start at 2.7 and 2.2 eV for YVSe 2 O 8 and YVTe 2 O 8 , respectively. The bandgap for the compound synthesized in Example 1 will be due to the degree of V (3d) orbital associated with the conduction band as well as the twist from the SeO 3 or TeO 3 polyhedron. The onset of absorption values for the synthesized compounds is consistent with previous studies of vanadium selenite and tellurite. The ( K / S ) -to- E plot for YVSe 2 O 8 and YVTe 2 O 8 is shown in FIG.

<실험예 5> 열중량 분석&Lt; Experimental Example 5 >

상기 실시예 1의 화합물들의 열적 거동을 조사하기 위해 열중량(TGA) 분석을 사용하였다. 열중량 분석은 Setaram LABSYS TG-DTA/DSC 열중량 분석기에서 수행하였다. 다결정 샘플을 알루미늄 도가니 내에 넣고, 아르곤 하에서 실온에서 1000℃까지 10℃/분의 속도로 가열하였다.A thermogravimetric (TGA) analysis was used to investigate the thermal behavior of the compounds of Example 1 above. Thermogravimetric analysis was performed on a Setaram LABSYS TG-DTA / DSC thermogravimetric analyzer. The polycrystalline sample was placed in an aluminum crucible and heated from room temperature to 1000 캜 at a rate of 10 캜 / min under argon.

도 6 및 7에 나타난 바와 같이, YVSe2O8 는 500 ℃까지 열적으로 안정하였다. 분말 XRD에 의해 확인된 바와 같이, 이 온도 이상에서 이 물질은 SeO2의 승화로 인해 YVO4로 분해된다. YVTe2O8의 경우, TGA 분석 결과 1000 ℃까지 무게 손실이 관찰되지 않았다. 그러나, 다른 온도에서 YVTe2O8에 대한 분말 XRD 측정 결과, 750 ℃에서 YVO4 및 Y2Te6O15 로 분해되었다. YVTe2O8에 대한 시차열 분석도(differential thermal analysis, DTA)의 열 곡선에서 같은 온도에서 발생하는 흡열 피크는 온도별 XRD 데이터와 일치하였다. 하소 산물에 대한 TG-DTA 플롯과 XRD 패턴은 도 6B 및 7B에 나타내었다.
As shown in FIGS. 6 and 7, YVSe 2 O 8 was thermally stable up to 500 ° C. Above this temperature, this material decomposes to YVO 4 due to the sublimation of SeO 2 , as confirmed by powder XRD. In the case of YVTe 2 O 8 , TGA analysis showed no weight loss up to 1000 ° C. However, as a result of powder XRD measurement for YVTe 2 O 8 at different temperatures, it was decomposed to YVO 4 and Y 2 Te 6 O 15 at 750 ° C. The endothermic peak at the same temperature in the heat curve of differential thermal analysis (DTA) for YVTe 2 O 8 was consistent with the XRD data by temperature. The TG-DTA plot and XRD pattern for the calcined product are shown in Figures 6B and 7B.

<실험예 6> SEM/EDAX 분석Experimental Example 6 SEM / EDAX analysis

SEM/EDAX(Scanning Electron Microscope/Energy-Dispersive Analysis by X-ray (SEM/EDAX)) 분석은 Hitachi S-3400N/Horiba Energy EX-250 instruments를 사용하여 수행하였다.SEM / EDAX (Scanning Electron Microscope / Energy-Dispersive Analysis by X-ray (SEM / EDAX)) analysis was performed using Hitachi S-3400N / Horiba Energy EX-250 instruments.

YVSe2O8 및 YVTe2O8 에 대한 EDAX 결과, Y:V:Se (또는 Te)의 비율은 각각 1.1:1.0:2.1 및 0.8:1.0:2.0로 나타났다.
EDAX results for YVSe 2 O 8 and YVTe 2 O 8, Y: V : Se ratio of (or Te) are respectively 1.1: 1.0: 2.1 and 0.8: 1.0: 2.0 as shown.

<실험예 7> 분말 Second-Harmonic Generation(SHG) 특성 측정<Experimental Example 7> Measurement of powder second-harmonic generation (SHG) characteristics

YVSe2O8는 비중심대칭 공간군, Abm2에서 결정화되므로, 1064 nm 방사선을 사용하여 변형된 Kurtz-NLO 측정 시스템을 통해 다결정질 샘플에 대한 SHG 측정을 20 Hz에서 작동하는 Q-switched Nd:YAG 레이저(DAWA)에서 수행하였다. Since YVSe 2 O 8 crystallizes in the non-center-symmetric space group, Abm 2, SHG measurements on polycrystalline samples are performed with a Q-switched Nd: YAG laser (DAWA).

1064 nm 방사선을 이용한 분말 SHG 측정 결과, YVSe2O8는 NH4H2PO4(ADP)의 것과 유사한 SHG 효율을 보유하고 있음을 나타냈다. 분말 SHG 효율은 입자 크기에 강하게 의존적이므로, 다결정질 샘플을 더 갈고 나서 체(Newark Wire Cloth Co.)로 걸러내어 각 입자 크기 범위로 얻었다(20-45, 45-63, 63-75, 75-90, 90-125, 125-150, 150-200, 200-250, >250 ㎛). 입자 크기가 45-63 ㎛에 걸친 범위의 분말 샘플을 SHG 강도를 비교하는데 사용하였다. 다양한 입자 크기를 갖는 모든 샘플을 별도의 모세관 튜브에 넣었다. 어느 실험에서도 인덱스 매칭 플루이드(index matching fluid)를 사용하지 않았다. SHG 광선, 즉, 532 nm 선은 반사에서 얻었고, Hamamatsu photomultiplier tube에 의해 검출되었다. 532 nm narrow-pass interference filter를 상기 튜브에 부착시켜 SHG 선만 검출하였다. SHG 신호를 모니터링 하기 위해, 디지털 오실로스코프(Tektronix TDS1032)를 사용하였다. 방법 및 장비에 관한 구체적인 설명은 옥강민 등의 문헌(Chem . Soc . Rev . 2006, 35, pp.710)에 기재되어 있다. Powder SHG measurements using 1064 nm radiation showed that YVSe 2 O 8 possesses an SHG efficiency similar to that of NH 4 H 2 PO 4 (ADP). Since the powder SHG efficiency is strongly dependent on the particle size, polycrystalline samples were further ground and sieved with a sieve (Newark Wire Cloth Co.) to obtain a range of particle sizes (20-45, 45-63, 63-75, 75- 90, 90-125, 125-150, 150-200, 200-250, > 250 [mu] m). Powder samples ranging in particle size ranging from 45 to 63 mu m were used to compare SHG strength. All samples with different particle sizes were placed in separate capillary tubes. No experiment used an index matching fluid. The SHG beam, ie the 532 nm line, was obtained from reflection and detected by a Hamamatsu photomultiplier tube. A 532 nm narrow-pass interference filter was attached to the tube to detect only the SHG line. To monitor the SHG signal, a digital oscilloscope (Tektronix TDS1032) was used. A detailed description of the method and equipment is given in Og Kangmin et al . ( Chem . Soc . Rev. 2006, 35, pp . 710).

도 8에 나타난 바와 같이, YVSe2O8는 상-일치하지 않는(nonphase-matchable)것으로 나타났고, Kurtz 및 Perry의 정의에 따라 클래스 C SHG 물질로 분류할 수 있다. 만약 화합물의 SHG 효율과 타입 1 상-일치하는 능력 둘 다 기재되어 있다면, 벌크 SHG 효율, < d eff > exp 을 평가할 수 있다. 따라서, YVSe2O8< d eff > exp 는 대략 1.7 pm V-1로 계산되었다.
As shown in FIG. 8, YVSe 2 O 8 appears to be nonphase-matchable and can be classified as a class C SHG material according to the definition of Kurtz and Perry. If compounds of the SHG efficiency and type of phase I - if it is more than the ability to match the substrate, can be evaluated in a bulk SHG efficiency, <d eff> exp. Thus, <d eff> of exp YVSe 2 O 8 was calculated to be approximately 1.7 pm V -1.

<실험예 8> 구조-특성 관계 규명&Lt; Experimental Example 8 >

YVSe2O8의 거시적인 NCS는 국소 비대칭 다면체의 배열에 따라 분석할 수 있다. 더욱이, 관찰된 SHG 반응과 그것의 기원은 극성의 네트 방향을 측정하여 설명할 수 있다. Y3 + 는 2차 얀-텔러 변형 양이온이 아니므로, YO8 다면체의 변형에서 생기는 SHG 효율에 대한 효과는 무시해도 좋다. d0 양이온, V5 +로 구성된 뒤틀린 VO6 팔면체는 한 방향으로 배열되어 있다: 길고 짧은 V-O 결합이 코너가 공유된 사슬을 따라 교대로 있고, 네트 모멘트는 [00-1] 방향 쪽으로 관찰된다(도 9). 마지막으로, 네트 쌍극자 모멘트는 고립전자쌍을 포함하는 비대칭 SeO3 다면체의 배열에서 예상할 수 있다. 상술한대로, 비대칭 유닛 내에 2개의 독자적인 Se4 + 양이온들이 있다. Se(1)4+의 경우, 고립전자쌍은 [00-1] 방향에 대략 평행하게 향하고, 모멘트는 [001] 방향에서 생긴다(도 9). 그러나, Se(2)O3 4+ 상에 있는 고립전자쌍은 대략 [100] 및 [-100] 방향을 향하고 있어 극성이 거의 사라진다. 그리하여, SeO3 4 + 다면체에서 생기는 네트 모멘트는 [001] 방향에서 예상된다(도 9). 본 발명자들은 VO6 팔면체 및 SeO3 다면체에서 생기는 모멘트가 반대 방향으로 존재함을 발견하였다. YVSe2O8에서 관찰되는 네트 모멘트뿐만 아니라 네트 방향을 결정하기 위해, 이미 기술된 방법을 사용하여 V5 + 및 Se4 + 에 대한 국소 쌍극자 모멘트를 계산하였다(Galy, J. et al . J. Solid State Chem . 1975, 13, pp. 142; Maggard, P. A. et al . J. Solid State Chem . 2003, 175, pp. 25; Izumi, H. K. et al . Inorg . Chem . 2005, 44, pp. 884). The macroscopic NCS of YVSe 2 O 8 can be analyzed according to the arrangement of local asymmetric polyhedra. Moreover, the observed SHG response and its origin can be explained by measuring the net direction of polarity. Since Y 3 + is not a secondary yarn-Teller modified cation, the effect on the SHG efficiency resulting from the deformation of YO 8 polyhedra may be negligible. The dorsal VO 6 octahedron consisting of d 0 cations, V 5 + , is arranged in one direction: the long and short VO bonds are alternating along the shared chain, and the net moment is observed towards the [00-1] direction 9). Finally, net dipole moments can be expected in an array of asymmetric SeO 3 polyhedra containing lone electron pairs. As mentioned above, there are two unique Se 4 + cations in the asymmetric unit. In the case of Se (1) 4+ , the isolated electron pair is oriented substantially parallel to the [00-1] direction and the moment occurs in the [001] direction (FIG. However, the isolated electron pair on the Se (2) O 3 4+ is oriented in the [100] and [-100] directions so that the polarity almost disappears. Thus, the net moment generated in the SeO 3 4 + polyhedron is expected in the [001] direction (FIG. 9). The present inventors have found that the moments generated in the VO 6 octahedron and the SeO 3 polyhedron exist in opposite directions. Local dipole moments for V 5 + and Se 4 + were calculated using the method described previously to determine the net direction as well as the net moment observed in YVSe 2 O 8 (Galy, J. et al . J. Solid State Chem . 1975, 13, pp. 142; Maggard, PA et al . J. Solid State Chem . 2003, 175, pp. 25; Izumi, HK et al . Inorg . Chem . 2005, 44, pp. 884).

계산 결과, YVSe2O8에서 VO6, Se(1)O3, 및 Se(2)O3 다면체에 대한 국소 쌍극자 모멘트는 각각 약 8.70, 7.83, 및 9.42 D (Debyes)이었다. 전체적으로 모멘트를 얻음으로써 [00-1] 방향을 따라 작은 네트 모멘트가 생기고, 이는 상술한 SHG 측정과 일치한다(ADP의 것과 유사함). 또한, SHG 광(532 nm)는 YVSe2O8의 색깔로 인해 무시해도 좋다. 또한 비교를 위해, 중심대칭 YVTe2O8에서 VO6 팔면체 및 2개의 독자적인 TeO3 팔면체, Te(1)O3 및 Te(2)O3에 대한 국소 쌍극자 모멘트를 계산한 결과, YVSe2O8과 최근 보고된 혼합금속산화물의 것들과 상당히 유사한 값임을 알 수 있었다. 상기 계산된 VO6, SeO3 및 TeO3 그룹에 대한 국소 쌍극자 모멘트는 표 3과 같다.As a result, the local dipole moments for VO 6 , Se (1) O 3 , and Se (2) O 3 polyhedra in YVSe 2 O 8 were about 8.70, 7.83, and 9.42 D (Debyes), respectively. Taking the overall moment results in a small net moment along the [00-1] direction, which is consistent with the SHG measurement described above (similar to that of ADP). Also, SHG light (532 nm) may be neglected due to the color of YVSe 2 O 8 . For comparison, the local dipole moments for the central symmetric YVTe 2 O 8 to VO 6 octahedra and the two proprietary TeO 3 octahedra, Te (1) O 3 and Te (2) O 3 , were calculated and found to be YVSe 2 O 8 And those of recently reported mixed metal oxides. The calculated local dipole moments for the VO 6 , SeO 3 and TeO 3 groups are shown in Table 3.

VO6, SeO3, 및 TeO3 다면체의 쌍극자 모멘트 계산(D = Debyes)Calculating the dipole moments of VO 6 , SeO 3 , and TeO 3 polyhedra (D = Debyes) 화합물compound Bell 쌍극자 모멘트 (D)Dipole moment (D) YVSe2O8 YVSe 2 O 8 V(1)O6 V (1) O 6 8.708.70 Se(1)O3 Se (1) O 3 7.837.83 Se(2)O3 Se (2) O 3 9.429.42 YVTe2O8 YVTe 2 O 8 V(1)O6 V (1) O 6 10.4210.42 Te(1)O3 Te (1) O 3 10.6110.61 Te(2)O3 Te (2) O 3 9.699.69

비록 중심성이 다르더라도 YVSe2O8 및 YVTe2O8 둘 다 C4 중심을 벗어난(out-of-center) 변형이 있는 VO6 팔면체를 포함한다. 그리하여, VO6팔면체에 대해 중심을 벗어난 변형(Dd) 정도를 정량화할 필요가 있다. 문헌(Halasyamani, P. S., Chem . Mater . 2004, 16, pp. 3586)에 기재된 방법에 따라 YVSe2O8 및 YVTe2O8에서 VO6팔면체에 대한 Dd 값을 계산한 결과, 각각 0.69 및 0.72이었다. 상기 값은 V5 + (1.10)에 대한 팔면체내 평균 변형 정도보다 작다. 화학양론적으로 유사하더라도, YVSe2O8는 NCS 공간군에서 결정화하고, YVTe2O8는 CS에서 결정화한다. Te4 +에 대한 평균 반경과 양이온-고립전자쌍 거리가 Se4 +의 것보다 훨씬 크기 때문에, YVTe2O8는 YO8 다면체 주변에 더 많은 공간을 필요로 한다. 즉, 만약 더 큰 TeO3 다면체가 제한된 공간 내에 같은 방향으로 배열되어 있다면, 비우호적인 고립전자쌍-고립전자쌍 상호작용이 예상될 수 있다. 그리하여, TeO3 링커는 반대 방향으로 배열하여 CS 공간군이 된다(도 3c). 그러나, 더 작고 견고한 SeO3 그룹은 어떠한 반발 작용 없이 제한된 공간에 남아있을 수 있어 NCS 구조를 안정화한다.
Although it is different, even if the central include VO 6 octahedron with YVSe 2 O 8 and YVTe 2 O 8, both (out-of-center) deformation out of the C 4 center. Thus, it is necessary to quantify the off-center strain (D d ) with respect to the VO 6 octahedron. The D d values for VO 6 octahedra in YVSe 2 O 8 and YVTe 2 O 8 were calculated according to the method described in the literature (Halasyamani, PS, Chem . Mater . 2004, 16, pp. 3586) . The value is less than the average degree of octahedral body variations of the V 5 + (1.10). Although stoichiometrically similar, YVSe 2 O 8 crystallizes in the NCS space group and YVTe 2 O 8 crystallizes in CS. YVTe 2 O 8 requires more space around the YO 8 polyhedron, because the average radius for Te 4 + and the cation-isolated electron pair distance are much larger than for Se 4 + . That is, if larger TeO 3 polyhedra are arranged in the same direction in a confined space, unfavorable lone pair-lone pair interaction may be expected. Thus, the TeO 3 linker is arranged in the opposite direction to become the CS space group (FIG. 3C). However, smaller and more robust SeO 3 groups can remain in a limited space without any repulsion, stabilizing the NCS structure.

Claims (6)

Y3 +-V5 +-Q4 + (Q=Se 또는 Te)-산화물 조성을 나타내고, 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 혼합금속산화물:
[화학식 1]
YVSe2O8
[화학식 2]
YVTe2O8
Y 3 + -V 5 + -Q 4 + (Q = Se or Te) - mixed metal oxide represented by the following chemical formula 1 or 2:
[Chemical Formula 1]
YVSe 2 O 8
(2)
YVTe 2 O 8
제1항에 있어서,
혼합금속산화물은 Y2O3, V2O5 및 SeO2 간의 수열 반응에 의해 얻거나, Y2O3, V2O5 및 TeO2 간의 고체상 합성 반응에 의해 얻는 것인 혼합금속산화물.
The method according to claim 1,
The mixed metal oxides include Y 2 O 3 , V 2 O 5, and SeO 2 , Or obtained by a solid phase synthesis reaction between Y 2 O 3 , V 2 O 5 and TeO 2 .
제1항에 있어서,
화학식 1 또는 2의 화합물은 코너가 공유된 VO6 팔면체로 이루어진 층과 엣지가 공유된 YO8 다면체로 이루어진 층이 층간 링커인 SeO3 또는 TeO3 그룹에 의해 연결된 3차원 골격구조를 나타내는 혼합금속산화물.
The method according to claim 1,
The compounds of formulas 1 or 2 has a corner shared VO 6 The octahedral body and the edge shared by YO 8 The polyhedral layer is an interlayer linker SeO 3 Or TeO 3 A mixed metal oxide showing a three-dimensional framework structure connected by groups.
제1항에 있어서,
화학식 1의 화합물은 500 내지 550 ℃에서 무게변화를 나타내는 혼합금속산화물.
The method according to claim 1,
The compound of formula (1) exhibits a weight change at 500-550 占 폚.
제1항에 있어서,
화학식 2의 화합물은 700 내지 750 ℃에서 무게변화를 나타내는 혼합금속산화물.
The method according to claim 1,
The compound of formula (2) exhibits a weight change at 700 to 750 占 폚.
제1항에 따른 혼합금속산화물이, 레이저 소자, 비선형 광학 소자, 압전 센서, 무선통신, 촉매, 전력 저장 수송 장치, 컴퓨터 소자 또는 양자간섭장치 중 어느 하나에 적용된 제품.

A product in which the mixed metal oxide according to claim 1 is applied to any one of a laser device, a nonlinear optical device, a piezoelectric sensor, a wireless communication, a catalyst, a power storage transportation device, a computer device or a quantum interference device.

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