Вышедшие номера
Модель подавления проводимости в твердотельных фазах органического ионного пластичного кристалла [P12][TFSI]
Кушнир Д.С. 1, Хамзин А.А. 1
1Институт физики, Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казань, Россия
Email: d.kushnir02@ya.ru, airat.khamzin1976@gmail.com
Поступила в редакцию: 1 июня 2026 г.
В окончательной редакции: 20 июля 2026 г.
Принята к печати: 21 июля 2026 г.
Выставление онлайн: 16 октября 2026 г.

Понимание механизмов, лежащих в основе ионной проводимости, имеет решающее значение для разработки следующего поколения батарей и суперконденсаторов. Органические ионные пластичные кристаллы являются многообещающей альтернативой традиционным жидким электролитам в твердотельных батареях, однако, несмотря на быструю локальную ионную диффузию, в их твердых фазах наблюдается относительно низкая проводимость постоянного тока, природа подавления которой остается предметом дискуссий. Для объяснения этого явления предложена обобщенная модель многократного захвата, учитывающая одновременное присутствие пространственного и энергетического беспорядка транспортной сети. В рамках разработанной модели получено аналитическое выражение для частотной зависимости комплексной проводимости σ*(ω), которое количественно согласуется со спектрами проводимости в твердых фазах I и II кристалла [P12][TFSI], измеренными методом широкополосной диэлектрической спектроскопии в широком диапазоне частот и температур. Параметры полученного выражения допускают ясное физическое толкование, а опора модели на достаточно общие положения теории аномального транспорта делает ее применимой к широкому классу ионных пластичных кристаллов. Ключевые слова: пластичные кристаллы, ионная проводимость, обобщенная модель многократного захвата носителей заряда.
  1. D.R. MacFarlane, M. Forsyth, P.C. Howlett, M. Kar, S. Passerini, J.M. Pringle, H. Ohno, M. Watanabe, F. Yan, W. Zheng, S. Zhang, J. Zhang. Nat. Rev. Mater. 1, 2, 15005 (2016). DOI: 10.1038/natrevmats.2015.5
  2. M.L. Thomas, K. Hatakeyama-Sato, S. Nanbu, M. Yoshizawa-Fujita. Energy Adv. 2, 6, 748 (2023). DOI: 10.1039/D3YA00078H
  3. A. Basile, M. Hilder, F. Makhlooghiazad, C. Pozo-Gonzalo, D.R. MacFarlane, P.C. Howlett, M. Forsyth. Adv. Energy Mater. 8, 17, 1703491 (2018). DOI: 10.1002/aenm.201703491
  4. F. Makhlooghiazad, D. Gunzelmann, M. Hilder, D.R. MacFarlane, M. Armand, P.C. Howlett, M. Forsyth. Adv. Energy Mater. 7, 2, 1601272 (2017). DOI: 10.1002/aenm.201601272
  5. Y. Zhou, X. Wang, H. Zhu, M. Armand, M. Forsyth, G.W. Greene, J.M. Pringle, P.C. Howlett. Energy Storage Mater. 15, 407 (2018). DOI: 10.1016/j.ensm.2018.07.017
  6. H. Zhu, U.A. Rana, V. Ranganathan, L.A. O'Dell, D.R. MacFarlane, M. Forsyth. J. Mater. Chem. A 2, 3, 681 (2014). DOI: 10.1039/C3TA13344C
  7. H. Zhu, D.R. MacFarlane, J.M. Pringle, M. Forsyth. Trends Chem. 1, 1, 126 (2019). DOI: 10.1016/j.trechm.2019.01.002
  8. K.K. Sonigara, Z. Shao, J. Prasad, H.K. Machhi, G. Cui, S. Pang, S.S. Soni. Adv. Funct. Mater. 30, 36, 2001460 (2020). DOI: 10.1002/adfm.202001460
  9. D. Hwang, D.Y. Kim, S.M. Jo, V. Armel, D.R. MacFarlane, D. Kim, S.-Y. Jang. Sci. Rep. 3, 3520 (2013). DOI: 10.1038/srep03520
  10. J.M. Pringle. Phys. Chem. Chem. Phys. 15, 5, 1339 (2013). DOI: 10.1039/C2CP43267F
  11. J.M. Pringle, P.C. Howlett, D.R. MacFarlane, M. Forsyth. J. Mater. Chem. 20, 11, 2056 (2010). DOI: 10.1039/B920406G
  12. H. Ueda, N. Saito, A. Nakanishi, H. Zhu, R. Kerr, F. Mizuno, P.C. Howlett, M. Forsyth. Mater. Today Phys. 43, 101395 (2024). DOI: 10.1016/j.mtphys.2024.101395
  13. D.R. MacFarlane, J. Huang, M. Forsyth. Nature 402, 792 (1999). DOI: 10.1038/45514
  14. M. Forsyth, T. Chimdi, A. Seeber, D. Gunzelmann, P.C. Howlett. J. Mater. Chem. A 2, 11, 3993 (2014). DOI: 10.1039/C3TA15153K
  15. F. Chen, S.W. De Leeuw, M. Forsyth. J. Phys. Chem. Lett. 4, 23, 4085 (2013). DOI: 10.1021/jz402222j
  16. A.J. Seeber, M. Forsyth, C.M. Forsyth, S.A. Forsyth, G. Annat, D.R. MacFarlane. Phys. Chem. Chem. Phys. 5, 12, 2692 (2003). DOI: 10.1039/B212743A
  17. J. Adebahr, M. Grimsley, N.M. Rocher, D.R. MacFarlane, M. Forsyth. Solid State Ionics 178, 35-36, 1798 (2008). DOI: 10.1016/j.ssi.2007.12.017
  18. H. Park, C.B. Park, B.J. Sung. Bull. Korean Chem. Soc. 44, 9, 736 (2023). DOI: 10.1002/bkcs.12715
  19. J. Huang, A. Hill, M. Forsyth, D.R. MacFarlane, A.F. Hollenkamp. Solid State Ionics 177, 26-32, 2569 (2006). DOI: 10.1016/j.ssi.2006.01.041
  20. M.D. Ahmed, M.L. Martins, M. Abdullah, H. Singh, A. Zheng, S. Greenbaum, A.P. Sokolov, I. Popov. Energy Mater. 5, 7, 500079 (2025). DOI: 10.20517/energymater.2024.209
  21. I. Popov, K. Biernacka, H. Zhu, F. Nti, L. Porcarelli, X. Wang, A. Khamzin, C. Gainaru, M. Forsyth, A.P. Sokolov. J. Phys. Chem. C 124, 33, 17889 (2020). DOI: 10.1021/acs.jpcc.0c03297
  22. I. Popov, H. Zhu, A. Khamzin, C. Zanelotti, L. Madsen, M. Forsyth, A.P. Sokolov. J. Phys. Chem. C 127, 32, 15918 (2023). DOI: 10.1021/acs.jpcc.3c03590
  23. A.A. Khamzin, D.S. Kushnir, A.S. Nikitin. J. Phys. Chem. C 128, 28, 11952 (2024). DOI: 10.1021/acs.jpcc.4c03263
  24. F.W. Schmidlin. Solid State Commun. 22, 7, 451 (1977). DOI: 10.1016/0038- 1098(77)90123-5
  25. J. Noolandi. Phys. Rev. B 16, 10, 4466 (1977). DOI: 10.1103/PhysRevB.16.4466
  26. D. Monroe, M.A. Kastner. Philos. Mag. B 47, 5, 605 (1983). DOI: 10.1080/01418638308228266
  27. I.M. Sokolov, M.G.W. Schmidt, F. Sagues. Phys. Rev. E 73, 3, 031102 (2006). DOI: 10.1103/PhysRevE.73.031102
  28. H. Scher, E.W. Montroll. Phys. Rev. B 12, 6, 2455 (1975). DOI: 10.1103/PhysRevB.12.2455
  29. D.L. Sidebottom. Rev. Mod. Phys. 81, 3, 999 (2009). DOI: 10.1103/RevModPhys.81.999
  30. A.K. Jonscher. Nature 267, 5613, 673 (1977). DOI: 10.1038/267673a0
  31. D.P. Almond, A.R. West, R.J. Grant. Solid State Commun. 44, 8, 1277 (1982). DOI: 10.1016/0038-1098(82)91103-6
  32. A.A. Khamzin, D.S. Kushnir, A.S. Nikitin. J. Phys. Chem. B 130, 1, 311 (2026). DOI: 10.1021/acs.jpcb.5c03899

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.