Ионика твердого тела. Том 1 - Иванов-Шиц А.К.
ISBN 5-288-02746-3
Скачать (прямая ссылка):
длительность эксперимента 8 недель. Скорость роста выше при применении
донной мембраны [7]: при исходных концентрациях К1 5,75 моль/л и Agl 3,25
моль/л за 2-3 недели вырастали кристаллы с поперечным размером 5 мм при
той же длине (до 20 мм).
Для разработки аппаратуры и методики выращивания кристаллов Agl из
раствора использовали [9] температурную зависимость растворимости Agl в
KL Ростовая аппаратура, аналогичная показанной на рис. Ш.3.1, состояла из
двух камер, в которых содержался на-
204
сыщенный по Agl раствор К1 при разных температурах (23 и 40°С). Сосуды
сообщаются между собой через горизонтальные трубки. В результате
циркуляции насыщенный раствор, поступающий из камеры с более низкой
температурой, становится пересыщенным в камере с температурой 40СС, что и
обеспечивает необходимое для роста кристаллов пересыщение. Оптимальная
скорость конвекции 2 мм/с. Скорость роста выше, чем достигнутая в работе
[6]: на стенках сосуда с более высокой температурой за 3 недели выращены
призматические кристаллы длиной б мм и сечением 8 мм.
В рассмотренных выше работах использовали низкотемпературные методы
кристаллизации. поэтому монокристаллы имели структуру устойчивой при этих
условиях р-модификации; следов кубической низкотемпературной у-фазы
(сосуществующей с (3-фазой) не обнаружено. Отметим, что у-фаза с
гранецентрированной кубической решеткой может быть получена из (3-фазы
при приложении гидростатического давления 10-20 бар при комнатной
температуре [10].
Для стабилизации суперионной a-фазы авторы [9, И] производили термическую
обработку образцов при температуре, на 100Х превышающей температуру
фазового перехода. Термообработке подвергали спайные сколы кристаллов (3-
фазы, размещаемые на металлической пластине, через которую осуществляли
тщательно контролируемый нагрев кристаллов: поток тепла шел вдоль
гексагональной оси с. Как было показано в [9], соотношения между
основными кристаллографическими направлениями а- и [3-фаз следующие:
р[0001] = а[011], р[2110] = а[100], р[0110] = а[0П ].
При Р-а-переходе постоянная решетки вдоль оси с изменяется очень
незначительно (от 4,50 до 5,05А), поэтому растрескивание кристалла не
происходит.
Выращивание монокристаллов Agl может проводиться в кислых гелях. На рис.
IV. 1.1.2 схематично показан процесс образования Agl в гелях, который
включает диффузию сме-
а б
Рис IV П 2 Схема кристаллизаторов для выращивания монокристаллов 0-AgI в
кислых гелях (по данным [12]) а- ампульный крисгаллнзагшр" б - кристалл и
jmrop с фильтромi / - раствор Agl-Hlfltl), 2- кристаллы Agl. 3-
силикагель с Н1(К1), 4- стеклянный фильтр, 5 - рода
шанных растворов Agl-HI в гель на основе метасиликата натрия, иодида
калия и уксусной кислоты (либо Н1), диссоциацию комплексов Agl-HI в геле,
зарождение и рост кристаллов Agl на границе раздела или в геле. Сури с
соавторами [12] приводят следующие параметры эксперимента: состав геля
включает 488 г Na^iCVDHaO, 1л Н30 (р = 1,06 г/см, pH 7,2 мл 2М Ш); в
состав раствора входит 40 г Agl, 100 мл 57%-ной HI. При температуре 45°С
длительность опыта составляет 3-8 недель в отсутствие света, Разбавление
раствора достигали удалением через каждые 5 суток 5 мл раствора и
добавлением 5 мл HjO. В результате эксперимента прозрачные гексагональные
пластинки и пирамиды высотой до 5 мм и 5 мм в
205
поперечнике вырастали в геле за 8 недель. Они характеризовались
плотностью дислокаций порядка 106 см-2. Аналогичным способом в [13] были
получены гексагональные пластины (J-Agl толщиной до 0,15 мм с желтоватой
окраской.
Монокрисгаллы (i-Agl также были выращены [14] и достаточно редко
встречающимся методом электрокристаллизации, который был описан в гл. 11.
Отметим, что в [15, 16] сообщалось о синтезе монокристаллов a-Agl из
расплава методом Бриджмена: кристаллизация велась на воздухе, и
специальная печь была смонтирована на столике кристаллодержателя
нейтронного дифрактометра [16]. Подробности оформления метода не
сообщаются, однако температура образца все время поддерживалась выше
200°С, т.е. кристалл оставался в офазе.
Ионная проводимость
Высокая ионная проводимость Agl была обнаружена еще в 1914 г. Тубандтом и
Лоренцем [17]. Наиболее интересные особенности температурного поведения
а, заключаются в следующем [17, 18]: при p-a-переходе электропроводность
скачком возрастает в 105 раз, и наоборот, в точке плавления (7]^ = 558°С)
проводимость расплава уменьшается примерно на 12% (рис. IV.1.1.3,a). При
147°С величина а, - 1,3 Ом"1-см**1, а энергия активации проводимости
составляет 0,05-0,1 эВ (табл. 1), в то время как электронная составляющая
проводимости на 7 порядков меньше ионной.
1д<т, Ом''-см'1 1д а 7; Ом"1 см"1* К *
г, к
103/7,К 1
Рис IV.l L3. Ионная проводимость Agl в широком интервале температур (я),
проводимость {6} и диэлектрическая проводимость (в) монокристаллов fJ-Agi
а- по [18], б\ светлый кружок- по [13], темный- по [23], прямоугольник -
