Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2025, выпуск 6 » Статья стр. 958
<<<>>>
Выращивание кристаллов и анизотропия ионной проводимости трифторида DyF3
Каримов Д.Н. 1, Сорокин Н.И. 1
1Отделение "Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова" Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ "Курчатовский институт", Москва, Россия
Email: dnkarimov@gmail.com, nsorokin1@yandex.ru
Поступила в редакцию: 24 мая 2025 г.
В окончательной редакции: 24 мая 2025 г.
Принята к печати: 26 мая 2025 г.
Выставление онлайн: 23 июля 2025 г.
PDF версия
Методом направленной кристаллизации впервые выращены кристаллографически ориентированные монокристаллы DyF3 - представителя третьей структурной группы трифторидов редкоземельных элементов (РЗЭ) (структура β-YF3, пр. гр. Pnma, параметры элементарной ячейки a= 6.4603(2), b=6.9104(1), c=4.3808(2) Angstrem). Проведены температурные (386-783 K) измерения ионной проводимости этого кристалла вдоль и перпендикулярно кристаллографической оси b. Обнаружено, что кристаллы DyF3 обладают слабой анизотропией электропроводности, коэффициент σ|| b/σ normal b=2.2± 0.1 и σ|| b=2.5· 10-6 S/cm (при 500 K). Обсуждается взаимосвязь между характеристиками ионного транспорта и кристаллохимическим строением для общего семейства трифторидов РЗЭ со структурой β-YF3, включающего соединения RF3 (R= Dy, Tb, Ho), низкотемпературные модификации β-RF3 (R= Er, Y) и твердые растворы Gd0.3Er0.7F3, Gd0.5Y0.5F3. Показано, что для этого семейства ромбических трифторидов при возрастании радиуса катионов РЗЭ энтальпия активации ионного переноса (вакансионный механизм) уменьшается, что приводит к увеличению ионной проводимости. Ключевые слова: электропроводность, ионный перенос, точечные дефекты, трифторид диспрозия, рост кристаллов.
  1. А.К. Иванов-Шиц, И.В. Мурин. Ионика твердого тела. Том 2. Изд-во СПбУ, СПб (2010). 1000 с
  2. B.P. Sobolev. The Rare Earth Thrifluorides. Part II. Introduction to Materials Science of Multicomponent Metal Fluoride Crystals. Institute of Crystallography, Moscow, and Institut d'Estudis Catalans. Barcelona. Spain. 2001. 460 р
  3. A. Duvel, J. Bednarcik, V. Sepelak, P. Heitjans. J. Phys. Chem. C. 118, 13, 7117 (2014). https://doi.org/10.1021/jp410018t
  4. C. Rongeat, M. Anji Reddy, R. Witter, M. Fichtner. ACS Appl. Mater. Interfaces 6, 2103 (2014). https://doi.org/10.1021/am4052188
  5. O. Greis, J.M. Haschke. Rare Earth Fluorides. In: Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths (chapter 45), K.A. Gschneidner, L. Eyring (Eds.). Elsevier North-Holland, Amsterdam. 5, 387 (1982). https://doi.org/10.1016/S0168-1273(82)05008-9
  6. Б.П. Соболев. Кристаллография 64, 5, 701 (2019). https://doi.org/10.1134/S0023476119050199 [B.P. Sobolev. Crystallogr. Rep. 64, 5, 713 (2019). https://doi.org/10.1134/S1063774519050183]
  7. С.С. Бацанов, Е.В. Дулепов, Л.И. Кожевина. Журн. структ. химии 8, 4, 714 (1967)
  8. A.V. Chadwick, D.S. Hope, G. Jaroszkiewicz, J.H. Strange. In: Fast Ion Transport in Solids, P. Vashishta, N. Mundy, G.K. Shenoy (Eds.). Elsevier North-Holland, Amsterdam. (1979). P. 683
  9. A. Roos, F.C.M. van de Pol, J. Schoonman. Solid State Ionics. 13, 1913 (1984)
  10. C. Hoff, H.D. Wiemhofer, O. Glumov, I.V. Murin. Solid State Ionics 101-103, 445 (1997)
  11. V.V. Sinitsyn, O. Lips, A.F. Privalov, F. Fijara, I.V. Murin. J. Phys. Chem. Solids 64, 1201 (2003). https://doi.org/10.1016/S0022-3697(03)00050-7
  12. Н.И. Сорокин, В.В. Гребенев, Д.Н. Каримов. ФТТ 63, 9, 1376 (2021). https://doi.org/10.21883/FTT.2021.09.51313.054
  13. Н.И. Сорокин, Д.Н. Каримов, Б.П. Соболев. Кристаллография 64, 4, 596 (2019). https://doi.org/10.1134/S0023476119040222
  14. V. Trnovcova, P.P. Fedorov, M.D. Valkovskii, T. Sramkova, A.A. Bystrova, B.P. Sobolev. Ionics 3, 313 (1997)
  15. Н.И. Сорокин, Б.П. Соболев, М. Брайтер. ФТТ 44, 2, 272 (2002)
  16. В. Трновцова, П.П. Федоров, Б.П. Соболев, К.Б. Cейранян, С.А. Оганесян, М.Д. Вальковский. Кристаллография 41, 4, 731 (1996)
  17. V. Trnovcova L. Mitas, C. Jeskova, P.P. Fedorov, B.P. Sobolev. Extended Abstracts. 6th Inter. Conf. on Solid State Ionics. Garmisch-Partenkirchen, Germany (1987). P. 236
  18. F.H. Spedding, B.J. Beaudry, D.C. Henderson, J. Moorman. J. Chem. Phys. 60, 4, 1578 (1974). https://doi.org/10.1063/1.1681233
  19. G. Garton, P.J. Walker. Mater. Res. Bull. 13, 2, 129 (1978). https://doi.org/10.1016/0025-5408(78)90077-6
  20. J. Anders., N. Limberg, B. Paulus. Materials 15, 17, 6048 (2022). https://doi.org/10.3390/ma15176048
  21. O. Greis, M.S.R. Cader. Thermochim. Acta 87, 145 (1985). https://doi.org/10.1016/0040-6031(85)85329-6
  22. A.V. Savinkov, S.L. Korableva, A.A. Rodionov, I.N. Kurkin, B.Z. Malkin, M.S. Tagirov, H. Suzuki, K. Matsumoto, S. Abe. J. Phys. Condens. Matter. 20, 48, 485220 (2008). https://doi.org/10.1088/0953-8984/20/48/485220
  23. A. Kawashima, T. Nakanishi, Y. Kitagawa, K. Fujita, K. Tanaka, K. Fushimi, M.A. Malik, P. O'Brien, Y. Hasegawa. Bull. Chem. Soc. Jpn. 88, 10, 1453 (2015). https://doi.org/10.1246/bcsj.20150198
  24. D. Vojna, D.N. Karimov, A.G. Ivanova, P.A. Popov, H. Kumai, R. Yasuhara, O. Slezak, M. Smrvz, T. Mocek. Opt. Mater. 142, 114016 (2023). https://doi.org/10.1016/j.optmat.2023.114016
  25. U.V. Valiev, D.N. Karimov, G.W. Burdick, R. Rakhimov, V.O. Pelenovich, D. Fu. J. Appl. Phys. 121, 24, 243105 (2017). https://doi.org/10.1063/1.4989839
  26. C. Saliman. Nucl. Instr. Meth. B. 267, 14, 2423 (2009). https://doi.org/10.1016/j.nimb.2009.05.001
  27. Д.Н. Каримов, И.И. Бучинская, П.А. Попов, А.В. Кошелев, Н.В. Самсонова. Кристаллография 66, 6, 975 (2021). https://doi.org/10.31857/S0023476121060175 [D.N. Karimov, I.I. Buchinskaya, A.V. Koshelev, N.V. Samsonova, P.A. Popov. Crystallogr. Rep. 66, 6, 1113 (2021). https://doi.org/10.1134/S1063774521060171]
  28. Д.Н. Каримов, Д.С. Лисовенко, Н.Л. Сизова, Б.П. Соболев. Кристаллография 63, 1, 106 (2018). https://doi.org/10.7868/S0023476118010101 [D.N. Karimov, N.L. Sizova, B.P. Sobolev, D.S. Lisovenko. Crystallogr. Rep. 63, 6, 96 (2018). https://doi.org/10.1134/S1063774518010108]
  29. B.P. Sobolev; E.A. Sulyanova. Int. J. Mol. Sci. 24, 17080 (2023). https://doi.org/10.3390/ijms242317080
  30. O. Greis, T. Petzel. Z. anorgan. und allgem. Chem. 403, 1, 1 (1974)
  31. D.N. Karimov, N.I. Sorokin. Solid State Ionics 417, 116710 (2024). https://doi.org/10.1016/j.ssi.2024.116710
  32. А.К. Иванов-Шиц, Н.И. Сорокин, П.П. Федоров, Б.П. Соболев. // ФТТ 25, 6, 1748 (1983)
  33. A. Roos, J. Schoonman. Solid State Ionics 1984. 13, 205 (1984)
  34. Н.И. Сорокин, Б.П. Соболев. ФТТ 61, 1, 53 (2019). https://doi.org/10.21883/FTT.2019.01.46893.181
  35. А.И. Лившиц, В.М. Бузник, П.П. Федоров, Б.П. Соболев. Ядерный магнитный резонанс в кристаллах. Красноярск. (1978). С. 90
  36. F. Wang, C. Grey. Chem. Mater. 9, 1068 (1997)
  37. Н.И. Сорокин. Кристаллография 68, 1, 58 (2023). https://doi.org/10.31857/S0023476123010253
  38. R.D. Shannon. Acta Crystallogr. A. 32, 5, 751 (1976). https://doi.org/10.1107/S0567739476001551
  39. D.N. Karimov, I.I. Buchinskaya, N.I. Sorokin. Zeitschrift fur Kristallographie 237, 10-12, 429 (2022). https://doi.org/10.1515/zkri-2022-0032
  40. V. Trnovcova, L.S. Garashina, A. Skubla, P.P. Fedorov, R. Cicka, E.A. Krivandina, B.P. Sobolev. Solid State Ionics 2003. 57, 195 (2003). https://doi.org/10.1016/S0167-2738(02)00209-6
  41. Н.И. Сорокин, Б.П. Соболев. ФТТ 50, 3, 402 (2008)
  42. Н.И. Сорокин, Б.П. Соболев. Электрохимия 43, 4, 420 (2007).

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.

Учредители

Издатель

© 2025 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme