Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2021, выпуск 10 » Статья стр. 1485
<<<>>>
Кристаллофизическая модель ионного переноса в монокристаллах супериоников Ba1-xLaxF2+x и Ca1-xYxF2+x
DOI: 10.21883/FTT.2021.10.51477.096
Сорокин Н.И. , Каримов Д.Н.
Email: nsorokin1@yandex.ru
Поступила в редакцию: 23 апреля 2021 г.
В окончательной редакции: 21 июня 2021 г.
Принята к печати: 22 июня 2021 г.
Выставление онлайн: 9 июля 2021 г.
PDF версия
Hа основании электрофизических и структурных данных предложена кристаллофизическая модель ионного переноса в суперионных проводниках Ba1-xLaxF2+x и Ca1-xYxF2+x (пр. гр. Fm3m), в которой носителями заряда являются подвижные междоузельные ионы Fmob-, образующиеся в результате гетеровалентных замещений флюоритовых фрагментов [M14F64] (M=Ca, Ba) на структурные кластеры [M8R6F69] (R=La,Y). Монокристаллы твердых растворов Ca1-xYxF2+x (0.02≤ x≤0.16) и Ba1-xLaxF2+x (x=0.31) получены направленной кристаллизацией расплава. Сравниваются подвижности ионных носителей в изоструктурных супериониках Ba0.69La0.31F2.31, Ca0.84Y0.16F2.16, Pb0.67Cd0.33F2 и Pb0.9Sc0.1F2.1. Кристаллы Ba1-xLaxF2+x и Ca1-xYxF2+x с улучшенными кондуктометрическими и механическими характеристиками являются перспективными для замены традиционного электролита CaF2 в гальванических ячейках для термодинамических исследований химических веществ. Ключевые слова: неорганические фториды, суперионная проводимость, рост кристаллов, структура флюорита, дефекты, носители заряда, частота прыжков ионов.
  1. B.P. Sobolev. The rare earth trifluorides. Institute of Crystallography, Moscow; Institut d'Estudis Catalans, Barcelona (2000-2001). 960 p
  2. В.В. Самохвал. Вестн. БГУ 3, 3 (2000)
  3. V.A. Levitskii. J. Solid State Chem. 25, 9 (1978)
  4. A.M. Azad, R. Sudha, O.M. Sreedharan. J. Less-Common Metals 166, 57 (1990)
  5. P.P. Fedorov, O.E. Izotova, V.B. Alexandrov, B.P. Sobolev. Solid State Chem. 9, 368 (1974)
  6. B.P. Sobolev, P.P. Fedorov. J. Less-Common Metals 60, 33 (1978)
  7. P.P. Fedorov, M.N. Mayakova, S.V. Kuznetsov, V.V. Voronov, Yu.F. Ermakova, A.E. Baranchikov. Nanosyst.: Phys. Chem. Math. 8, 462. (2017)
  8. Д.Н. Каримов, И.И. Бучинская, Н.И. Сорокин, Т.М. Глушкова, С.П. Чернов, П.А. Попов. Кристаллография 64, 818 (2019)
  9. Д.Н. Каримов, И.И. Бучинская, Н.И. Сорокин, П.А. Попов, Б.П. Соболев. Неорган. материалы 55, 534 (2019)
  10. П.П. Федоров, И.И. Бучинская. Успехи химии 81, 1 (2012)
  11. L.E. Nagel, M. O'Keeffe. Fast Ion Transport in Solids / Ed. W. van Gool. North-Holland, Amsterdam (1973). P. 165
  12. J.M. Reau, C. Lucat, G. Campet, J. Portier, A.J. Hammou. J. Solid State Chem. 17, 123 (1976)
  13. E. Mariani, M. Svantner, P.P. Fedorov, B.P. Sobolev. Acta Phys. Slov. 27, 260 (1977)
  14. P.W.M. Jacobs, S.H. Ong. J. Phys. Chem. Solids 41, 431 (1980)
  15. M. Svantner, E. Mariani, P.P. Fedorov, B.P. Sobolev. Cryst. Res. Tech. 16, 617 (1981)
  16. A.K. Ivanov-Shits, N.I. Sorokin, P.P. Fedorov, B.P. Sobolev. Solid State Ionics 37, 125 (1990)
  17. N.I. Sorokin, M.W. Breiter. Solid State Ionics 116, 157 (1999)
  18. B.P. Sobolev, N.I. Sorokin, N.B. Bolotina. Photonic \& Electronic Properties of Fluoride Materials / Eds. A. Tressaud, K. Poeppelmeier. Elsevier, Amsterdam (2016) P. 465
  19. A.K. Cheetham, B.E.F. Fender, M.J. Cooper. J. Phys. C 4, 3107 (1971)
  20. J.P. Laval, B. Frit. J. Solid State Chem. 49, 237 (1983)
  21. Л.П. Отрощенко, В.Б. Александров, Н.Н. Быданов, В.И. Симонов, Б.П. Соболев. Кристаллография 33, 764 (1988)
  22. M. Hoffmann, S. Hull, G.J. McIntyre, C.C. Wilson. J. Phys.: Condens. Mater. 9, 845 (1997)
  23. Н.А. Губаль, И.А. Верин, Д.Н. Каримов, Б.П. Соболев, Е.А. Сульянова. Тез. докл. РСНЭ-НБИК. 14-18 ноября. 2011. Москва (2011) C. 295
  24. T. Krahl, G. Scholz, E. Kennitz. J. Phys. Chem. C. 118, 21074 (2014)
  25. F.A. Kroger. The chemistry of inperfect crystals. Amsterdam: North-Holland (1964). 1039 p
  26. А.М. Голубев, И.И. Симонов. Кристаллография 31, 478 (1986)
  27. D.J.M. Bevan, J. Strahle, O. Greis. J. Solid State Chem. 44, 75 (1982)
  28. D.N. Karimov, E.A. Sulyanova, B.P. Sobolev. Crystals 11, 696 (2021)
  29. П.П. Федоров, Б.П. Соболев. Кристаллография 37, 1210 (1992)
  30. A.K. Ivanov-Shits, N.I. Sorokin. Solid State Ionics 36, 7 (1989)
  31. А.К. Иванов-Шиц, Н.И. Сорокин, Е.А. Кривандина, А.А. Самохина, Б.П. Соболев. Электрохимия 24, 1571 (1988)
  32. C. Wagner. J. Electrochem. Soc. 115, 933 (1968)
  33. S. Hull, C.C. Wilson. J. Solid State Chem. 100, 101 (1992)
  34. B.T.M. Willis. Brit. Ceram. Soc. 1, 9 (1964)
  35. Н.И. Сорокин. Тез. докл. 1-го Российского кристаллографического конгресса (21-26 ноября 2016) Москва (2016) С. 426
  36. N.F. Uvarov, E.F. Hairetdinov. J. Solid State Chem. 62, 1 (1986)
  37. П.А. Попов, П.П. Федоров, В.В. Осико. ДАН 456, 32 (2014)
  38. А.И. Лившиц, В.М. Бузник, П.П. Федоров, Б.П. Соболев. Неорган. материалы 18, 135 (1982)
  39. А.Н. Мацулев, В.М. Бузник, А.И. Лившиц, П.П. Федоров, Б.П. Соболев. ФТТ 29, 3247 (1987)
  40. А.Н. Мацулев, В.М. Бузник, А.И. Лившиц, П.П. Федоров, Б.П. Соболев. ФТТ 30, 3554 (1987)
  41. Н.И. Сорокин, А.М. Голубев, Б.П. Соболев. Кристаллография 59, 275 (2014)
  42. Б.П. Соболев, Н.И. Сорокин, Д.Н. Каримов. Патент RU 2639882. 25.12.2017. Бюл. N 36
  43. X. Cheng, S. Wang, X. Lin. IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 678, 012148 (2019)
  44. F. Preishuber-Pflugl, P. Bottke, V. Pregarther, B. Bitschnau, M. Wilkening. Phys. Chem. \& Chem. Phys. 16, 9580 (2014)
  45. A. Duvel, J. Bednarcik, V. Sepelak, P. Heitjans. J. Phys. Chem. C 118, 7171 (2014)
  46. C. Rongeat, M.A. Reddy, R. Witter, M. Fichtner. J. Phys. Chem. C 117, 4943 (2013)
  47. N.I. Sorokin, M.W. Breiter. Solid State Ionics 99, 241 (1997)
  48. A.K. Ivanov-Shits, N.I. Sorokin, P.P. Fedorov, B.P. Sobolev. Solid State Ionics 31, 269 (1989)
  49. 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, 783 (2002)
  50. H.W. den Hartog, J.C. Langevoort. Phys. Rev. B. 24, 3547 (1981)
  51. K.E.D. Wapenaar, J.L. van Koesveld, J. Schoonman. Solid State Ionics 2, 145 (1981)
  52. B.P. Sobolev, N.L. Tkachenko. Less-Common Metals 85, 155 (1982)
  53. V. Trnovcova, F. Hanic, A.N. Smirnov, P.P. Fedorov, B.P. Sobolev. Conf. Engineering ceramics-92. Bratislava (1993). 183 p
  54. Н.И. Сорокин, А.Н. Смирнов, Д.Н. Каримов, Е.А. Кривандина, П.П. Федоров, Б.П. Соболев. 13 Нац. конф. по росту кристаллов. М. (2008). 326 с
  55. P.P. Fedorov, T.M. Turkina, B.P. Sobolev, E. Mariani, M. Svantner. Solid State Ionics 6, 331 (1982)
  56. Б.П. Соболев, З.И. Жмурова, В.В. Карелин, Е.А. Кривандина, П.П. Федоров, Т.М. Туркина. Рост кристаллов 16, 58 (1988)
  57. А.Ю. Кузнецов, А.Б. Соболев, А.Н. Вараксин, J. Andriessen, C.W.E. van Eijk. ФТТ 45, 797 (2003)
  58. И.В. Мурин, А.В. Глумов, В.М. Рейтеров. ФТТ 23, 702 (1981)
  59. K.E.D. Wapenaar, C.R.A. Catlow. Solid State Ionics 2, 245 (1981)
  60. N.H. Andersen, K.N. Clausen, J.K. Kjems, J. Schoonman. J. Phys. C 19, 2377 (1986)
  61. D.J. Bevan, O. Greis, J. Strahle. Acta Cryst. A 36, 889 (1980)
  62. А.М. Голубев. Неорган. материалы 30, 1142 (1994)
  63. С.А. Казанский, А.И. Рыскин. ФТТ 44, 1356 (2002)
  64. Л.К. Аминов, И.Н. Куркин, С.П. Курзин, И.А. Громов, Г.В. Мамин, Р.М. Рахматуллин. ФТТ 49, 1990 (2007)
  65. F. Kadlec, F. Moussa, P. Simon, G. Gruener, B.P. Sobolev. Mater. Sci. Eng. B 57, 234 (1999)
  66. Б.А. Максимов, Х. Соланс, А.П. Дудка, Е.А. Генкина, М. Бадриа-Фонт, И.И. Бучинская, А.А. Лошманов, А.М. Голубев, В.И. Симонов, М. Фонт-Альтаба, Б.П. Соболев. Кристаллография 41, 51 (1996)
  67. S.N.S. Reddy, A. Rapp. J. Electrochem. Soc. 126, 2023 (1979)
  68. Н.И. Сорокин. Канд. дис. ИК АН СССР,М. (1989). 159 с
  69. L.E. Fykin, L.P. Otroshchenko, V.B. Aleksandrov, B.P. Sobolev. Physica B 234- 236, 121 (1997)
  70. L.P. Otroshchenko, V.B. Aleksandrov, L.A. Muradian, V.A. Sarin, B.P. Sobolev. Butll. Soc. Cat. Cien. 12, 383 (1991)
  71. F. Kadlec, F. Moussa, P. Simon, B.P. Sobolev. Solid State Ionics 119, 131 (1999)
  72. E.A. Sulyanova, D.N. Karimov, B.P. Sobolev. Crystals 11, 447 (2021)
  73. M. Kolesik, B.P. Sobolev. Solid State Ionics 47, 325 (1991)
  74. D.J. Oostra, H.W. den Hartog. Phys. Rev. B 29, 2423 (1984)
  75. H.W. den Hartog, K.F. Pen, J. Meuldijk. Phys. Rev. B 28, 6031 (1983)
  76. А.М. Аронова, Г.В. Бережкова, В.Б. Александров, П.П. Федоров, Б.П. Соболев. Сб. Физическая кристаллография. Наука, М. (1992). 151 с
  77. P.E. Ngoepe, J.D. Comins. J. Phys. C 19, L267 (1986)
  78. K.E.D. Wapenaar, H.G. Koekkoek, J. van Turnhout. Solid State Ionics 7, 225 (1982)
  79. K.E.D. Wapenaar, J. Schoonman. Solid State Ionics 2, 253 (1981)
  80. П.А. Попов, П.П. Федоров, В.А. Конюшкин. Кристаллография 62, 257 (2017)
  81. K.S. Gavrichev, A.N. Tyurin, A.V. Khoroshilov, M.A. Ryumin, V.M. Gurevich, P.P. Fedorov. Thermochim. Acta 558, 1 (2013)
  82. D.G. Cahill, R.O. Pohl. Phys. Rev. B 39, 10477 (1989)
  83. D. Jakes, J. Kaplan, V. Trnovcova, B.P. Sobolev. 3th Asian Conf. on Solid State Ionics. Varanasi (1992). 147 p
  84. Н.И. Сорокин. ФТТ 60, 710 (2018)
  85. Н.И. Сорокин. ФТТ 57, 1325 (2015)
  86. Н.И. Сорокин, Б.П. Соболев. ФТТ 50, 402 (2008)
  87. D.P. Almond, C.C. Hunter, A.R. West. J. Mater. Sci. 19, 3236 (1984)
  88. Н.И. Сорокин, Б.П. Соболев. ФТТ 61, 53 (2019)
  89. И.Ю. Готлиб, И.В. Мурин, И.В. Пиотровская, Е.Н. Бродская. Неорган. материалы 38, 358 (2002)
  90. W. Bollmann. Cryst. Res. \& Techn. 16, 1039 (1981)
  91. P.W.M. Jacobs, S.H. Ong. Crystal Lattice Defects 8, 177 (1980)
  92. E. Barsis, A. Taylor. J. Chem. Phys. 48, 4357 (1968)
  93. R.D. Shannon. Acta Crystallogr. A. 32, 751 (1976).

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

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme