Abstract

Strontium is one of the most common substituents in apatite; the presence and behavior of Sr in apatite-group phases are of considerable significance in geology, materials science and biology. The atomic arrangements in strontian fluorapatite (1.18 Sr atoms per 10 Ca sites) and belovite-(Ce) [ideally Sr6(REE2Na2)(PO4)6F2] have been refined to R values of 0.016 and 0.014, respectively, in order to examine the incorporation of Sr in apatite and apatite-group minerals. In strontian fluorapatite, Sr is ordered at the Ca(2) site, and no dissymmetrization from P63/m results from the substitution; expansion of the Ca(2) site accommodates the Sr. In belovite-(Ce), the symmetry of the atomic arrangement degenerates to P3̅ as the apatite Ca(1)-equivalents split to form separate sites for Na and the REE; Sr is ordered at the apatite-equivalent Ca(2) sites. The symmetry reduction results principally from shifts in O(3) apatite equivalents [which are split to O(3) and O(4) in belovite] to accommodate Na and REE in distinct sites, sites that are equivalent to Ca(1) sites in P63/m apatite. The ordering of Sr and REE in belovite suggests that it may be possible to tailor the emission characteristics of apatite phosphors and lasers by controlling the distribution of luminescence-activating lanthanides between the two Ca sites with Sr codoping.

Abstract

Le strontium est un des éléments les plus couramment incorporés dans l’apatite; la présence et le comportement du Sr ont donc une grande importance à la fois en géologie, en sciences des matériaux et en biologie. Nous avons déterminé l’agencement des atomes dans la fluorapatite strontifère (1.18 atomes de Sr par 10 sites Ca) et la bélovite-(Ce) [idéalement, Sr6(REE2Na2)(PO4)6F2] jusqu’à un résidu R de 0.016 et 0.014, respectivement, afin de déterminer le mode de substitution du Sr dans l’apatite et les minéraux du groupe de l’apatite. Dans la fluorapatite strontifère, le Sr se loge dans le site Ca(2) site, et aucun écart de la symétrie P63/m en résulte; l’expansion du site Ca(2) accommode le Sr. Dans le cas de la bélovite-(Ce), la symétrie de la structure dégénère à P3̅ parce que l’équivalent du site Ca(1) de l’apatite devient deux sites, un pour le Na et l’autre pour les terres rares. Le Sr est incorporé dans l’équivalent du site Ca(2). La réduction de la symétrie résulte surtout des déplacements de l’équivalent de l’atome O(3) dans la structure de l’apatite [qui devient O(3) et O(4) dans la bélovite] pour accommoder le Na et les terres rares dans des sites distincts, équivalents à Ca(1) dans l’apatite P63/m. La mise en ordre du Sr et des terres rares dans la bélovite mène à la possibilité de prédéterminer les émissions caractéristiques de phosphors et de lasers faits de ce matériau en ajustant la distribution des terres rares responsables de la luminescence entre les deux sites Ca par codopage avec le Sr.

(Traduit par la Rédaction)

You do not currently have access to this article.