Концентрация и подвижность носителей заряда в суперионном проводнике Ba1-xLaxF2+x (0.05≤ x≤0.5)
Сорокин Н.И.1
1Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова ФНИЦ "Кристаллография и фотоника" РАН, Москва, Россия
Email: nsorokin1@yandex.ru
Поступила в редакцию: 14 ноября 2023 г.
В окончательной редакции: 14 ноября 2023 г.
Принята к печати: 29 ноября 2023 г.
Выставление онлайн: 30 декабря 2023 г.
Исследованы частотно-температурные зависимости переменно-токовой электропроводности sigmaac(ν,T) для концентрационной серии монокристаллов нестехиометрического суперионного проводника Ba1-xLaxF2+x (0.05≤ x≤0.5) со структурой флюорита (пр. гр. Fm3 m). Электрофизические измерения проведены в диапазонах частот 10-1-107 Hz и температур 210-409 K. Из анализа кривых sigmaac(ν,T) получены концентрационные зависимости проводимости sigmadc(x), средней частоты прыжков носителей заряда νh(x), энтальпий активации проводимости Delta Hsigma(x) и частоты прыжков Delta Hh(x). В рамках кристаллофизической модели рассчитаны подвижность μmob(x) и концентрация nmob(x) носителей заряда - подвижных междоузельных ионов Fmob-. Зависимости sigmadc(x), nmob(x) и μmob(x) имеют симбатный характер. Обнаружено, что вклады подвижности μmob(x) и концентрации nmob(x) носителей заряда в концентрационную зависимость "комнатной" проводимости sigmadc(x) суперионика Ba1-xLaxF2+x при изменении состава от x=0.05 до x=0.5 практически одинаковы. Ключевые слова: суперионная проводимость, монокристаллы, фториды бария и лантана, твердые растворы, структура флюорита, точечные дефекты.
- Н.И. Сорокин, Д.Н. Каримов. ФТТ 63, 10, 1485 (2021). [N.I. Sorokin, D.N. Karimov. Phys. Solid State 63, 12, 1821 (2021)]
- Н.И. Сорокин. ФТТ 60, 4, 710 (2018). [N.I. Sorokin. Phys. Solid State 60, 4, 714 (2018)]
- Н.И. Сорокин. ФТТ 57, 7, 1325 (2015). [N.I. Sorokin. Phys. Solid State 57, 7, 1352 (2015)]
- Н.И. Сорокин, Б.П. Соболев. ФТТ 50, 3, 402 (2008). [N.I. Sorokin, B.P. Sobolev. Phys. Solid State 50, 3, 416 (2008)]
- X. Cheng, S. Wang, X. Lin. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 678, 1, 012148 (2019)
- F. Preishuber-Pflugl, P. Bottke, V. Pregarther, B. Bitschnau, M. Wilkening. Phys. Chem. Chem. Phys. 16, 20, 9580 (2014)
- A. Duvel, J. Bednarcik, V. v Sepelak, P. Heitjans. J. Phys. Chem. C 118, 13, 7117 (2014)
- C. Rongeat, M.A. Reddy, R. Witter, M. Fichtner. J. Phys. Chem. C 117, 10, 4943 (2013)
- N.I. Sorokin, M.W. Breiter. Solid State Ionics 99, 3-4, 241 (1997)
- A.K. Ivanov-Shits, N.I. Sorokin, P.P. Fedorov, B.P. Sobolev. Solid State Ionics 31, 4, 269 (1989)
- K.E. Rammutla, J.R. Comins, R.M. Erasmus, T.T. Netshisaulu, P.E. Ngoepe, A.V. Chadwick. Radiation Effects and Defects in Solids 157, 6-12, 783 (2002)
- H.W. den Hartog, J.C. Langevoort. Phys. Rev. B 24, 6, 3547 (1981)
- K.E.D. Wapenaar, J.L. van Koesveld, J. Schoonman. Solid State Ionics 2, 3, 145 (1981)
- B.P. Sobolev, N.L. Tkachenko. Less-Common Metals 85, 155 (1982)
- Б.П. Соболев, З.И. Жмурова, В.В. Карелин, Е.А. Кривандина, П.П. Федоров, Т.М. Туркина. Рост кристаллов 16, 58 (1988)
- А.Ю. Кузнецов, А.Б. Соболев, А.Н. Вараксин, J. Andriessen, C.W.E. van Eijk. ФТТ 45, 5, 797 (2003). [A.Yu. Kuznetsov, A.B. Sobolev, A.N. Varaksin, J. Andriessen, C.W.E. van Eijk. Phys. Solid State 45, 5, 838 (2003)]
- И.В. Мурин, А.В. Глумов, В.М. Рейтеров. ФТТ 23, 3, 702 (1981)
- K.E.D. Wapenaar, C.R.A. Catlow. Solid State Ionics 2, 4, 245 (1981)
- F.A. Kroger. The Chemistry of Inperfect Crystals. North-Holland Publishing Company, Amsterdam (1964). 1039 p
- D.J.M. Bevan, O. Greis, J. Strahle. Acta Cryst. A 36, Part 6, 889 (1980)
- E.A. Sulyanova, B.P. Sobolev. Cryst. Eng. Commun. 24, 20, 3762 (2022)
- А.М. Голубев, В.И. Симонов. Кристаллография 31, 3, 478 (1986)
- С.А. Казанский, А.И. Рыскин. ФТТ 44, 8, 1356 (2002). [S.A. Kazanskii, A.I. Ryskin. Phys. Solid State 44, 8, 1415 (2002)]
- Л.К. Аминов, И.Н. Куркин, С.П. Курзин, И.А. Громов, Г.В. Мамин, Р.М. Рахматуллин. ФТТ 49, 11, 1990 (2007). [L.K. Aminov, I.N. Kurkin, S.P. Kurzin, I.A. Gromov, G.V. Mamin, R.M. Rakhmatullin. Phys. Solid State 49, 11, 2086 (2007)]
- F. Kadlec, F. Moussa, P. Simon, G. Gruener, B.P. Sobolev. Mater. Sci. Eng. B 57, 3, 234 (1999)
- Б.А. Максимов, Х. Соланс, А.П. Дудка, Е.А. Генкина, М. Бадриа-Фонт, И.И. Бучинская, А.М. Голубев, А.А. Лошманов, В.И. Симонов, М. Фонт-Альтаба, Б.П. Соболев. Кристаллография 41, 1, 51 (1996)
- S.N.S. Reddy, R.A. Rapp. J. Electrochem. Soc. 126, 11, 2023 (1979)
- D. Jakes, J. Kaplan, V. Trnovcova, B.P. Sobolev. 3th Asian Conf. on Solid State Ionics. Varanasi (1992). P. 147
- T. Takami, C. Pattanathummasid, A. Kutana, R. Asahi. J. Phys.: Condens. Matter 35, 29, 293002 (2023)
- A.W. Xiao, G. Galatolo, M. Pasta. Joule 5, 11, 2823 (2021). https://doi.org/10.1016/j.joule.2021.09.016
- D.P. Almond, C.C. Hunter, A.R. West. J. Mater. Sci. 19, 10, 3236 (1984)
- Н.И. Сорокин, Б.П. Соболев. ФТТ 61, 1, 53 (2019). [N.I. Sorokin, B.P. Sobolev. Phys. Solid State 60, 12, 2450 (2018).]
- И.Ю. Готлиб, И.В. Мурин, И.В. Пиотровская, Е.Н. Бродская. Неорган. материалы 38, 3, 358 (2002)
- L.P. Otroshchenko, V.B. Aleksandrov, L.A. Muradian, V.A. Sarin, B.P. Sobolev. Butll. Soc. Cat. Cien. 12, 2, 383 (1991)
- N.H. Andersen, K.N. Clausen, J.K. Kjems, J. Schoonman. J. Phys. C 19, 14, 2377 (1986)
- E.A. Sulyanova, D.N. Karimov, B.P. Sobolev. Crystals 11, 4, 447 (2021)
- Н.И. Сорокин, А.М. Голубев, Б.П. Соболев. Кристаллография 59, 2, 275 (2014). [N.I. Sorokin, A.M. Golubev, B.P. Sobolev. Crystallogr. Reps 59, 2, 238 (2014).]
- W. Bollmann. Cryst. Res. Technol. 16, 9, 1039 (1981)
- P.W.M. Jacobs, S.H. Ong. Cryst. Lattice Defects 8, 177 (1980)
- E. Barsis, A. Taylor. J. Chem. Phys. 48, 10, 4357 (1968).
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.