酸化物イオン伝導体における緩和現象と酸素空孔の規則配置に関する研究

氧离子导体中氧空位弛豫现象及规则排列的研究

• 批准号: 08750788
• 负责人: 高井 茂臣
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: Tottori University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750788/
• 关键词: イオン伝導体; 誘電緩和; 酸化物; 酸化ビスマス; electric modulus; 変調構造

Bi_20_3に2価(Ca^<2+>,Sr^<2+>,Ba^<2+>),3価(Y^<3+>,Gd^<3+>)および5価(Nb^<5+>,Ta6+)のイオンを添加してホタル石型構造を基本とした構造をもつ固溶体を調製し,20Hzから1MHzの周波数領域で誘電率を測定した.その結果,いずれの試料においても100〜400℃の温度領域でElectric modulusの複素成分M"の周波数依存性にイオン伝導の援和を示唆するピークが観測された.M"のピークは昇温と共に高周波側にシフトし,緩和周波数の温度依存性はアレニウス型を示した.活性化エネルギーは,2価,3価および5価を添加した試料でそれぞれ特徴的な組成依存性を示した.これはそれぞれの価数のイオンを添加したときの固溶体が特徴的な局所横造をとることによると考えられる.2価および3価のイオンを添加した試料では,活性化エネルギーの組成依存性はそれぞれの固溶体の間で類似した傾向を示し,また高温での電気伝導率から求めた値に近いものであった.これらの固溶体では高温から冷却してゆくと,イオン伝導機構に変化がないままジャンプ頻度が低下し,交流電場の周波数に匹敵するところで援和が起こるものと考えられた.これに対して,5価のイオンを添加した場合にはNb^<5+>とTa^<5+>で緩和周波数の活性化エネルギーの組成依存性は異なっており,高温におけるイオン伝導率の活性化エネルギーとも異なっていた.5価のイオンを添加した試料では,インコメンシュレートな変調構造をとることが知られており,このような微妙な構造の組成依存性が可動イオンの緩和の機構に大きく関与することがわかった.

添加BI_20_3（ca^<2+>，sr^<2+>，ba^<2+>），三价（y^<3+>，gd^<3+>）和pentavalent（nb^<5+>，ta6+）离子to bi_20_3，bi_20_3，以及介电常数在频率范围内是在频率范围内测量的。结果，在两个样品中，电力均处于100-400°C的温度范围。观察到一个峰，表明在模量中的复合成分m“的频率依赖性中支持离子传导。M的峰”随着温度升高而向高频侧移动，而松弛频率的温度依赖性为Arrhenius类型。在样品中以二价，三价和五价添加了活化能，这被认为是由于添加每个价离子时固体溶液的特征性局部侧向构造所致。在添加了二价和三价离子的样品中，激活能的组成依赖性在相应的固体溶液之间表现出相似的趋势，并且接近从高温下从电导率获得的值。在这些实体溶液中，跳跃频率降低而不改变离子传导机制，并且人们认为艾滋病在一次与交流电场频率相当的时间发生。相反，当添加五价离子时，对于NB^<5+>和TA^<5+>，弛豫频率的活化能的组成依赖性不同，并且与高温下离子电导率的激活能不同。众所周知，具有五体离子的样品具有不连接的调制结构，发现这种微妙结构的组成依赖性与移动离子松弛的机制很大程度上涉及。