Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Иванов-Шиц А.К. -> "Ионика твердого тела. Том 1" -> 236

Ионика твердого тела. Том 1 - Иванов-Шиц А.К.

Иванов-Шиц А.К., Мурин И.В. Ионика твердого тела. Том 1 — Санкт-Петербург, 2000. — 616 c.
ISBN 5-288-02746-3
Скачать (прямая ссылка): ionikatverdogotelat12000.djvu
Предыдущая << 1 .. 230 231 232 233 234 235 < 236 > 237 238 239 240 241 242 .. 305 >> Следующая

абсорбция, которая вызвана термически активированным движением ионов "над
потенциальными барьерами", На рис. IVA1.23 показаны частотные зависимости
проводимости в ИК- и микроволновом диапазонах [234]: основные особенности
спектров связаны с частотно-независимым микроволновым поглощением между
0,3 и 3 см'1 и слабой температурной зависимостью микроволновой
проводимости (по сравнению с проводимостью на постоянном токе). Данные
для 180 К хорошо согласуются с проводимостью, которая показывает
степенную зависимость от частоты (gmd" п< 1), Такой тип частотной
зависимости электропроводности характерен для многих ТЭЛ,
Igo, Ом * см
Рис. 1УЖ1.23, Частотные зависимости проводимости монокристаллов Na-p-АЬОз
в мик-роволновом и ИК-дналазонах
Igv, ГЦ (по данным [234]).
478
При очень низких температурах (Г<100 К) целый ряд термических,'
электрических и механических характеристик Na-P-глинозема может быть
описан в рамках формализма, применяемого при рассмотрении физических
свойств стекол и аморфных систем [74, 221,
4.1,8* Транспортные свойства Na-fi'-глинозема; проводимость, диффузия и
меха* низм переноса.
Проводимость монокристаллов Na-p "-глинозема показана на рис* IVAL24 [77,
78, 91]; как из него видно, электропроводность всех без исключения (У'-
полиалюминатов натрия в несколько раз выше, чем Na-p-пшнозема, что
связано как с особенностями кристаллической структуры (большая "толщина"
щели проводимости), так и с большей концентрацией ионов натрия в
соединениях (приблизительно (5-6)'1021 смЛ что примерно на 35% выше
концентрации Na в 13-фазе). Основная особенность кривых о(7) состоит в
том, что во всем исследованном диапазоне температур они не могут быть
описаны простым соотношением аррениусовского типа; как правило, в
координатах (Igo, 1/7) наблюдаются отклонения от линейной зависимости
(рис- IV.4.L24). Например, по данным Фаррингтона [78], кристаллы,
выращенные при 1660°С, в диапазоне температур от -100 до +25°С имеют
постоянную энергию активации проводимости, равную 0,22 эВ, а затем
величина ЕоТ медленно уменьшается до 0,12 эВ при 400°С.
Величины Е0г в низкотемпературном диапазоне (обычно ниже 150°С, т.е, в
области, где выполняется соотношение Аррениуса) зависят как от способа
выращивания кристалла, так и
235-242]*
Проводимость
* 1
х 2 А 3 О 4 V 5
V
V
/ - монокристалл состава (мол*%) 1,ШазШ,ЗМвСИ]А120з [78]; 2 -
монокристалл состава Nai^iAJj^iCo^T^OiT [91]; 3 -
монокристалл состава
Nai^Mgo^Alit^Op, выращенный при 1600°С [89], 4 - монокристалл, выращенный
цри 1690 - 1730*С [88]; J - монокристалл Na-p-AbOj [88],
Рис* IVАЛ.24, Температурные за* висим ости ионной проводимости Na-j}"-
АЬОз,
А
0
1 2 3 4 5 6
479
от его состава: образцы, легированные MgO и полученные при 1690-1730°С,
имели EgT= 0,31-0,36 эВ [78,243,244], а стабилизированные ZnO, ЕоТ =
0,172 эВ [244].
Проводимость поликристаллических образцов )4а-р"-глинозема имеет довольно
широкий разброс (см. табл. 2, [43,245,246]): это связано, как уже
отмечалось, с тем, что наряду с Р"-фазой образцы содержат некоторое
количество и (3-фазы. Кроме того, катионы-стабилизаторы Р"-фазы также
оказывают влияние на сопротивление материала.
Na-p''-фаза, стабилизированная литием, легко синтезируется, имеет высокую
проводимость и хорошие механические свойства, но очень чувствительна к
влаге (в том числе и к парам воды), что приводит к резкому возрастанию
сопротивления кристалла. Образцы, стабилизированные Со, Ni, Си, Zn,
труднее получить [247,248] как однофазный продукт, но их проводимость
несколько выше, чем Li-стабилизированной р"-фазы.
Диффузия
Для выяснения механизма диффузии и особенностей переноса носителей заряда
весьма важно иметь данные по диффузии носителей. Для Р"-А120з такие
эксперименты были проведены (см. рис. IV.4.1.18) на поликристаллических
образцах [249, 250], стабилизированных Li20 и Li20, MgO (отметим, что
электропроводность была также измерена именно на этих образцах [245]).
Коэффициент диффузии (в смг/с) описывается выражением
D* - 3,488* 10~4ехр(-0,27/?7) (Li20, MgO-образец)
и
D* = 4,045-1(Г4ехр(-0?2б8/?7) (1л20-образец).
Из сравнения данных по диффузии и проводимости (см. табл. 2) видно, что
поскольку энергии активации проводимости (Еат ^ 0,284 и 0,276 эВ для
Li20-, MgO- и 1л20-стабилизированных образцов соответственно) и диффузии
почти совпадают, то коэффициент Хейвена незначительно изменяется с
температурой: от 0,18 при 95°С до 0,15 при 600°С для Li20,MgO-p"-Al203 и
от 0,18 при 95°С до 0,16 при 600°С дня Li20-pJ,-Al203.
Таким образом, можно сделать вывод, что и проводимость, и диффузия
описываются одним и тем же термоактивационным процессом.
Дня вакансионного механизма диффузии в кубическом кристалле, как было
показано в гл. III, § 4, коэффициент корреляции HR = 1/3, однако в
двумерном случае необходимо ввести поправку в 0,5, что приводит к
значению HR - 0,166, т.е. близко к наблюдаемому в эксперименте.
Отметим, что теоретические расчеты дают Hr " 0,38 [251] и Hr " 0,42
Предыдущая << 1 .. 230 231 232 233 234 235 < 236 > 237 238 239 240 241 242 .. 305 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed