Abstract
本論文是以高溫高壓水熱合成法，合成過渡金屬砷酸鹽與雙砷酸鹽化合物，在此研究的過程中共合成了八個化合物，可分為三個系列： 一、AFe(OH)As02(A=Rb,Fe) 二、γ-Co2As2O7 and β-BaCo3(As2O7)2 三、CoV2O3(OH)AsO4,Co3In4(AsO4)6 與 BaCo2ln(AsO4)3 第一系列為兩個等結構的層狀化合物，每一層皆由 Fe(OH)O5 八面體共用角連接形成，鹼金屬離子則位在層與層之間。此類化合物在 500∼600℃脫水則形成 Rb2Fe2O(AsO4)2，其為 FeO6 八面體共用途的層狀結構。 第二系列為鈷的雙砷酸鹽：一個是 Co2AsO7 新的 polymorph，γ-Co2As2O7，結構為 ∞[Co5O18] 連接形成板狀 (sheet)，兩板之間藉由雙砷酸基共用角連接而成的三度空間結構。另一化合物是 BaCo3(As2O7)2 的polymorph，β-BaCo3(As2O7)2，其為 P21/c，而α一BaCo3(As207)2為C2/c；此兩個相皆是由 CoO6 八面體共邊形成鋸齒狀無限長鏈鏈與鏈之間以雙砷酸基連接而成的三度空間結構，其主要差異是 α-BaCo3(As2O7)2 之無限長鏈平移了 1/2b。 第三系列是含雙過渡金屬之單砷酸鹽，分為兩類： (1) CoV2O3(OH)As04：此化合物是混價釩 (+3＆+5) 的鈷砷酸鹽，三價釩與鈷在同一個位置(M)上各以50%之佔有率填滿，並以 MO6 八面體以共角及共邊連接成成一條鋸齒狀無限長鏈，鏈間藉由二聚體 (dimer) 共邊連接而成的三度空間結構。 (2) Co3In4(AsO4)6，鈷-銦的單砷酸鹽：是與 Zn3V4(PO4)6 等結構形式，不同的是其 Zn 的位置有一半是由 Co 取代，一半由 In 取代；而釩的位置亦是同樣的情形。在合成 Co3In4(AsO4)6 的條件下加入鋇氧化物則可得到BaCo2In(AsO4)3，其為交叉隧洞的結構，由於鋇離子的存在使其結構撐開在沿著 a-軸、b-軸皆具有四角窗及六角窗隧洞的三度空間結構。 最後，一個新的化合物 Ba1.17In3.22(As04)4，為合成 BaCo2In(AsO4)3 之副產物由於其結構與組成尚有一些細部問題，實驗或物性都有待做更進一步的研究。 以上的化合物除了以單晶 X-光繞射鑑定結構外，也利用電子微探儀分析其組成；同時也運用超導量子干涉磁量儀、熱重量分析研究其磁性及熱性質。