Диэлектрики

Концентрация и подвижность носителей заряда в суперионном проводнике Ba$_{1-x}$La$_x$F$_{2+x}$ (0.05 $\le x\le$ 0.5)

Н. И. Сорокин

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова ФНИЦ "Кристаллография и фотоника" РАН, Москва, Россия

Аннотация: Исследованы частотно-температурные зависимости переменно-токовой электропроводности $\sigma_{ac}(\nu,T)$ для концентрационной серии монокристаллов нестехиометрического суперионного проводника Ba$_{1-x}$La$_x$F$_{2+x}$ (0.05 $\le x\le$ 0.5) со структурой флюорита (пр. гр. $Fm\bar3 m$). Электрофизические измерения проведены в диапазонах частот 10$^{-1}$–10$^7$ Hz и температур 210–409 K. Из анализа кривых $\sigma_{\mathrm{ac}}(\nu,T)$ получены концентрационные зависимости проводимости $\sigma_{\mathrm{dc}}(x)$, средней частоты прыжков носителей заряда $\nu_{\mathrm{h}}(x)$, энтальпий активации проводимости $\Delta H_{\sigma}(x)$ и частоты прыжков $\Delta H_{\mathrm{h}}(x)$. В рамках кристаллофизической модели рассчитаны подвижность $\mu_{\mathrm{mob}}(x)$ и концентрация $n_{\mathrm{mob}}(x)$ носителей заряда – подвижных междоузельных ионов $F^-_{\mathrm{mob}}$. Зависимости $\sigma_{\mathrm{dc}}(x)$, $n_{mob}(x)$ и $\mu_{\mathrm{mob}}(x)$ имеют симбатный характер. Обнаружено, что вклады подвижности $\mu_{\mathrm{mob}}(x)$ и концентрации $n_{\mathrm{mob}}(x)$ носителей заряда в концентрационную зависимость “комнатной” проводимости $\sigma_{\mathrm{dc}}(x)$ суперионика Ba$_{1-x}$La$_x$F$_{2+x}$ при изменении состава от $x$ = 0.05 до $x$ = 0.5 практически одинаковы.

Ключевые слова: суперионная проводимость, монокристаллы, фториды бария и лантана, твердые растворы, структура флюорита, точечные дефекты.

DOI: 10.61011/FTT.2024.01.56937.253

Реферативные базы данных:

•