Interplay of metallic and ionic bonding in layered subnitrides AE2N (AE = Ca, Sr, or Ba) under high pressure

Layered alkaline earth-metal subnitrides AE2N (AE = Ca, Sr, or Ba) adopting the anti-CdCl2-type structure (space group R  3-m) were structurally investigated under pressures up to 40 GPa using diamond-anvil cells for pressure application and synchrotron radiation for collecting powder diffraction patterns. Anisotropic compressibility and structural changes under pressure were found to be consistent with the spatial separation of ionic and metallic bonding according to the formal description as (AE2+)2N3–
• e–. Further increase of pressure was found to induce several phase transitions: in the case of Ba2N, in addition to a new layered anti-CdI2-type modification (space group P  3-m1), a cubic anti-Th3P4-type structure (I  4-3d), and its distorted analogue were identified. The latter appears to be isostructural to the observed high-pressure phases of Ca2N and Sr2N. To cite this article: G.V. Vajenine et al., C. R. Chimie 8 (2005).

RésuméLa structure des nitrures d'alcalino-terreux en couche AE2N (AE = Ca, Sr, ou Ba) cristallisant dans l'antitype de CdCl2 (groupe d'espace R  3-m) a été étudiés pour des pressions allant jusqu'à 40 GPa, en utilisant une cellule diamant pour la pression appliquée et un rayonnement synchrotron pour la collecte des clichés de diffraction sur poudre. Une compressibilité anisotropique ainsi que des changements structuraux ont été mis en évidence de manière compatible avec la séparation spaciale de la liaison ionique et métallique, en accord avec la description formelle (AE2+)2N3–
• e–. Une augmentation plus ample de la pression a permis de mettre en évidence plusieurs transitions de phase: dans le cas de Ba2N, en plus d'une modification vers la nouvelle structure en feuillet anti-type de CdI2 (groupe d'espace P  3-m1), une structure cubique anti-type de Th3P4 (I  4-3d) ainsi que ses variantes desordonnées ont été identifiées. Ce dernier semble être isostructural aux phases hautes pressions observées pour Ca2N et Sr2N. Pour citer cet article : G.V. Vajenine et al., C. R. Chimie 8 (2005).