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.

Bi_20_3 有二价（Ca^<2+>、Sr^<2+>、Ba^<2+>）、三价（Y^<3+>、Gd^<3+>）和五价（Nb^<5+） >,Ta6+) 离子被添加以产生萤石。制备具有基于模具结构的固溶体，并在20Hz至1MHz的频率范围内测量介电常数。结果发现，所有样品在100至400的温度范围内表现出电阻。 ℃。在模量的复杂成分 M'' 的频率依赖性中观察到表明离子传导增强的峰值。随着温度的升高，M'' 的峰值向更高频率移动，并且弛豫频率的温度依赖性呈现阿伦尼乌斯曲线在含有二价、三价和五价元素的样品中，活化能表现出特征性的成分依赖性。这被认为是由于添加各价离子时固溶体的特征局部水平结构所致。在添加二价和三价离子的样品中，活化能取决于组成的性质表现出相似的趋势。固溶体，并且接近于高温下电导率确定的值。当这些固溶体从高温冷却时，跳跃频率降低而离子传导机制没有任何变化，并且认为补偿发生在与交流电场的频率相当的频率处，因此，当添加五价离子时。 ，弛豫频率的活化能因Nb^<5+>和Ta^<5+>而降低。的组成依赖性 人们发现，这种微妙的结构组成依赖性显着参与了移动离子的弛豫机制。