Ternary cobalt germanium pnictides CoGexPn1-x (Pn = P, As, Sb) and the structure of Co3Ge2Sb, an intermetallic compound with stuffed Sb2 pairs


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Abstract

The ternary cobalt germanium pnictide systems CoGexPn1-x (Pn = P, As, Sb; 0 <x <1) were investigated. The ternary phosphides CoGexP1-x and arsenides CoGexAs1-x adopt the MnP structure (Pnma) in the range 0 <x <0.8, with Ge and Pn (Pn = P, As) disordering over the anion sites. Reactions in the antimonide system CoGexSb1-x result in a mixture of ternary phases, one with the NiAs structure (P63/mmm) in which Ge and Sb disorder over the anion sites, and another that is a new intermetallic compound, Co3Ge2Sb. Single-crystal X-ray diffraction reveals that Co3Ge2Sb crystallizes in the hexagonal space group P6/mmm with a = 8.9128(13) Š, c = 7.6312(8) Š, and Z = 6 (T = 22°C). The structure of Co3Ge2Sb comprises alternating kagomé nets of Co atoms and 63 nets of Ge atoms, with Sb2 pairs stuffed along the centres of the concentric hexagons of these nets. Co3Ge2Sb may be regarded as an intermediate structure that is distorted from the limiting CoSn and CaCu5 structures.RésuméOn a étudié les systèmes ternaires de pnictures de germanium et de cobalt, CoGexPn1-x (Pn = P, As, Sb; 0 <x <1). Dans la plage de valeurs 0 <x <0,8, les phosphorures CoGexP1-x et les arséniures CoGexAs1-x ternaires adoptent la structure MnP (Pnma) alors que le Ge et le Pn (Pn = P, As) se répartissent dans le désordre sur les sites anioniques. Les réactions dans le système antimoniure CoGexSb1-x provoquent un mélange des phases ternaires; une possède une structure NiAs (P63/mmm) dans laquelle le Ge et le Sb se répartissent dans le désordre sur les sites anioniques et une autre correspond à un nouveau composé intermétallique, Co3Ge2Sb. La diffraction des rayons X par un cristal unique de Co3Ge2Sb révèle qu'il cristallise dans le groupe d'espace P6/mmm avec a = 8,9128(13) et c = 7,6312(8) Š et Z = 6 (T = 22°C). La structure de Co3Ge2Sb comporte des réseaux «kagomé» alternants d'atomes de Co et des réseaux 63 d'atomes de Ge avec des paires de Sb2 insérés le long des centres des hexagones concentriques de ces réseaux. On peut considérer le Co3Ge2Sb comme une structure intermédiaire qui est déformée par rapport aux structures limites du CoSn et du CaCu5.

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