Эта публикация цитируется в 4 статьях

Фазовые переходы

Влияние изо- и гетеровалентных замещений катионов на суперионный фарадеевский переход во флюоритовой модификации $\beta$-PbF$_2$

Н. И. Сорокин

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

Аннотация: По данным измерений ионной проводимости изучено влияние изовалентного Pb$^{2+}$ $\to$ Cd$^{2+}$ и гетеровалентного Pb$^{2+}$ $\to$ Sc$^{3+}$ замещений на суперионный фарадеевский переход в твердых растворах Pb$_{1-x}$Cd$_x$F$_2$ ($x$ = 0.33) и Pb$_{1-x}$Sc$_x$F$_{2+x}$ ($x$ = 0.1) на основе флюоритовой модификации $\beta$-PbF$_2$ с пр. гр. $Fm\bar{3}m$. Фарадеевский (размытый) фазовый переход может быть охарактеризован температурой $T_{tr}^\lambda$, соответствующей максимуму на кривой теплоемкости, и температурой $T_{tr}^\alpha$, отвечающей началу структурного разупорядочения анионной подрешетки. Обе эти температуры обнаруживаются на температурной зависимости проводимости $\sigma_{dc}(T)$ кристаллов $\beta$-PbF$_2$, Pb$_{0.67}$Cd$_{0.33}$F$_2$ и Pb$_{0.9}$Sc$_{0.1}$F$_{2.1}$. Значения $T_{tr}^\lambda$ и $T_{tr}^\alpha$ в твердых растворах по сравнению с матрицей $\beta$-PbF$_2$ ($T_{tr}^\lambda$ = 715 $\pm$ 10 K, $T_{tr}^\alpha$ = 597 $\pm$ 12 K) снижаются на 100–110 и 30–45 K для Pb$_{0.67}$Cd$_{0.33}$F$_2$ и Pb$_{0.9}$Sc$_{0.1}$F$_{2.1}$ соответственно. Уменьшение температуры $T_{tr}^\lambda$ приводит к увеличению температурного интервала существования суперионного состояния. При $T>T_{tr}^\lambda$ анионная проводимость флюоритовых кристаллов Pb$_{0.67}$Cd$_{0.33}$F$_2$, Pb$_{0.9}$Sc$_{0.1}$F$_{2.1}$ и $\beta$-PbF$_2$, достигает аномально высоких значений $\sigma_{dc}$ = 1–2 S/cm (873 K) при энтальпии активации ионного переноса, равной $H_\sigma\approx$ 0.3 eV.

Ключевые слова: фазовые переходы, фториды, структура флюорита, ионная проводимость, твердые растворы.

Поступила в редакцию: 21.08.2021
Исправленный вариант: 21.08.2021
Принята в печать: 04.04.2022

DOI: 10.21883/FTT.2022.07.52571.328

Реферативные базы данных:

•