6H 型六方钙钛矿相BaGeO3 的高温高压合成

谢亚飞，姜昌国，罗兴丽，谭大勇，肖万生

（1. 中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室，广东 广州 510640；2. 广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室，广东 广州 510640；3. 中国科学院深地科学卓越创新中心，广东 广州 510640；4. 中国科学院大学，北京 100049）

钙钛矿结构因具有宽广的元素容纳能力而被深入研究，是探索具有各种优良物理化学性质的新材料、理解物质微观相互作用的重要结构模型[1]。同时，地球的下地幔主要由钙钛矿结构硅酸盐矿物组成[2-3]，下地幔中一些其他元素以类质同象替代的方式进入硅酸盐钙钛矿晶格，对其物理化学性质产生显著影响，相关研究成为地球深部物质研究的重要内容[4-5]。锗与硅为同族元素，具有相似的物理化学性质，锗酸盐常常作为硅酸盐的类似物开展研究[6]，相关研究结果对于理解硅酸盐钙钛矿结构相变规律及其稳定性、地球下地幔物理化学性质及其变化等具有重要的指示意义[4]。

常压下锗酸盐（AGeO3）中的锗通常呈+4 价态，与4 个氧配位形成GeO4四面体，以链状或环状出现于晶格中。高压下锗酸盐转变为具有不同对称性（如正交、立方、六方等）的钙钛矿结构[4,7-10]，表现出与硅酸盐（ASiO3）基本一致的结构和相变特征[2,3,5,11-13]。本研究以BaGeO3为样品，对其开展高温高压结构和稳定性研究。

常温常压下，BaGeO3与CaSiO3[14]及SrGeO3[15]等具有相同的赝硅灰石型结构（C2/c，Z= 12），其晶格参数：a= 13.178(10) Å,b= 7.626(6) Å,c= 11.670(9) Å,β= 111.638(8)°,V= 1 090.0(14) Å3[16]。图1(a)为赝硅灰石型BaGeO3晶体结构示意图，其结构特征为：3 个GeO4四面体连接成[Ge3O9]6-六元环，并沿ab面呈层状排列，层与层之间为Ba2+离子层。……