Диэлектрики

Выращивание кристаллов и анизотропия ионной проводимости трифторида DyF$_3$

Д. Н. Каримов, Н. И. Сорокин

Отделение "Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова" Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ "Курчатовский институт", Москва, Россия

Аннотация: Методом направленной кристаллизации впервые выращены кристаллографически ориентированные монокристаллы DyF$_3$ – представителя третьей структурной группы трифторидов редкоземельных элементов (РЗЭ) (структура $\beta$-YF$_3$, пр. гр. Pnma, параметры элементарной ячейки $a$ = 6.4603(2), $b$ = 6.9104(1), $c$ = 4.3808(2) $\mathring{\mathrm{A}}$). Проведены температурные (386–783 K) измерения ионной проводимости этого кристалла вдоль и перпендикулярно кристаллографической оси $b$. Обнаружено, что кристаллы DyF$_3$ обладают слабой анизотропией электропроводности, коэффициент $\sigma_{\parallel b}/\sigma_{\perp b}$ = 2.2 $\pm$ 0.1 и $\sigma_{\parallel b}$ = 2.5 $\cdot$ 10$^{-6}$ S/cm (при 500 K). Обсуждается взаимосвязь между характеристиками ионного транспорта и кристаллохимическим строением для общего семейства трифторидов РЗЭ со структурой $\beta$-YF$_3$, включающего соединения $R$F$_3$ ($R$ = Dy, Tb, Ho), низкотемпературные модификации $\beta$-$R$F$_3$ ($R$ = Er, Y) и твердые растворы Gd$_{0.3}$Er$_{0.7}$F$_3$, Gd$_{0.5}$Y$_{0.5}$F$_3$. Показано, что для этого семейства ромбических трифторидов при возрастании радиуса катионов РЗЭ энтальпия активации ионного переноса (вакансионный механизм) уменьшается, что приводит к увеличению ионной проводимости.

Ключевые слова: электропроводность, ионный перенос, точечные дефекты, трифторид диспрозия, рост кристаллов.

Поступила в редакцию: 24.05.2025
Исправленный вариант: 24.05.2025
Принята в печать: 26.05.2025

DOI: 10.61011/FTT.2025.06.60941.138-25

Реферативные базы данных:

•