Вышедшие номера
Влияние изо- и гетеровалентных замещений катионов на суперионный фарадеевский переход во флюоритовой модификации β-PbF2
Сорокин Н.И. 1
1Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова ФНИЦ "Кристаллография и фотоника" РАН, Москва, Россия
Email: nsorokin1@yandex.ru
Поступила в редакцию: 21 августа 2021 г.
В окончательной редакции: 21 августа 2021 г.
Принята к печати: 4 апреля 2022 г.
Выставление онлайн: 29 апреля 2022 г.

По данным измерений ионной проводимости изучено влияние изовалентного Pb2+ -> Cd2+ и гетеровалентного Pb2+ -> Sc3+ замещений на суперионный фарадеевский переход в твердых растворах Pb1-xCdxF2 (x=0.33) и Pb1-xScxF2+x (x=0.1) на основе флюоритовой модификации β-PbF2 с пр. гр. Fm 3 m. Фарадеевский (размытый) фазовый переход может быть охарактеризован температурой Ttrλ, соответствующей максимуму на кривой теплоемкости, и температурой Ttrα, отвечающей началу структурного разупорядочения анионной подрешетки. Обе эти температуры обнаруживаются на температурной зависимости проводимости sigmadc(T) кристаллов β-PbF2, Pb0.67Cd0.33F2 и Pb0.9Sc0.1F2.1. Значения Ttrλ и Ttrα в твердых растворах по сравнению с матрицей β-PbF2 (Ttrλ=715±10 K, Ttrα = 597±12 K) снижаются на 100-110 и 30-45 K для Pb0.67Cd0.33F2 и Pb0.9Sc0.1F2.1 соответственно. Уменьшение температуры Ttrλ приводит к увеличению температурного интервала существования суперионного состояния. При T>Ttrλ анионная проводимость флюоритовых кристаллов Pb0.67Cd0.33F2, Pb0.9Sc0.1F2.1 и β-PbF2, достигает аномально высоких значений sigmadc = 1-2 S/cm (873 K) при энтальпии активации ионного переноса, равной Hsigma~0.3 eV. Ключевые слова: фазовые переходы, фториды, структура флюорита, ионная проводимость, твердые растворы.