Коллективные явления в суперионных проводниках

• Автор: Коваленко, Александр Петрович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Одесса
• Количество страниц: 111 c. : ил

ОПЛАВЛЕНИЕ

Глава I. ОБЗОР ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ СУПЕРИОННЫХ ПРОВОДНИКОВ., б

1.1 Ионная проводимость. Модель Райса и Рота

1.2 Структуры суперионных проводников

1.3 Аномалии термодинамических свойств

1.4 Модели фазовых переходов в вы сокопроводящее состояние

Глава II. ФАЗОВЫЙ ПЕРЕХОД ТВЁРДОГО ЭЛЕКТРОЛИТА В СУПЕРИОННОЕ СОСТОЯНИЕ

11.1 0 механизме образования СП1

11.2 Исходный гамильтониан в модели структурного фазового перехода

11.3 Термодинамика суперионного перехода

11.4 Определение параметров модели и сравнение полученных результатов с экспериментом
Глава III. ВОЛНЫ ЗАРЯДОВОЙ ПЛОТНОСТИ В СУПЕРИОНШХ
ПРОВОДНИКАХ
111.1 Механизм образования ВЗП в СП
111.2 Полумикроскопический подход к описанию ВЗП
в СП
111.3 Основные уравнения и их анализ в приближении молекулярного поля
111.4 Сравнение полученных результатов с экспериментом
Глава IV. ОСОБЕННОСТИ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО СПЕКТРА И ДИНАМИЧЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТИ ЙОДИСТОГО СЕРЕБРА НА ВЫСОКИХ ЧАСТОТАХ

IV. I Примесная модель динамики решётки йодистого
серебра
IV.2 Расчёт колебательного спектра кристалла р>-
в бездисперсионном приближении
IV.3 Учёт дисперсии оптической моды
IV.4 Расчёт динамической проводимости
IV.5 Сравнение расчётной зависимости динамической
проводимости с экспериментальной
ЗАШ1ШЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Суперионными проводниками называют твёрдые электролиты, которые, в сравнении с обычными ионными кристаллами , характеризуются аномально высокой ионной проводимостью, приближающейся к проводимости хороших жидких электролитов [1-5].
Высокая проводимость суперионных проводников связана с их особой структурой, в которой подвижные ионы (к примеру, в о£.-^Ы - катионы
числу позиций внутри каркаса из непроводящих ионов (анионов | - в ). Поскольку число таких позиций значительно превосходит число подвижных ионов, то последние в определённом смысле можно считать подобными жидкости, а переход кристалла в высокопроводящее ( суперионное ) состояние трактовать как процесс плавления одной из его подрешёток [б]. Наличие "расплавленной" подрешётки делает суперионные проводники уникальными объектами как по своим физическим свойствам , так и по возможности их практического использования.
Твёрдые электролиты уже сейчас находят применение в различного рода ионных приборах [7,8] , источниках электрохимической энергии[9], топливных элементах [9,ю] и т.д. Интерес к суперионным проводникам особенно возрос после открытия Бредли и Грином [п]и, независимо от них, Оуэнсом и Аргю [12] группы твёрдых электролитов типа М^15(где М — М?, К , (а , МН^) » переходящих в суперионное состояние при температуре Т - 100 К.
В практических приложениях твёрдые электролиты имеют существенные технологические преимущества перед жидкими. Однако, их широкому использованию препятствует ряд причин : в

) распределены по избыточно большому

ры Т“^ (рис.Ю), используя экспериментальные данные [52]для нестехиометрических образцов Jtal ,так как в случае стехиометрического jfcjl в зависимости дс(т) имеются дополнительные особенности, которые по ряду причин (см.главу III) можно связать с формированием неоднородной сверхструктуры.
Отметим, что зависимость дс(Т) в ІЦА изучалась ранее в работах [37, 94 , 95*] . Результаты работы Перро и Флетчера для нестехиометрических образцов близки к результатам [37 , 94 , 95] , поэтому на рис.Ю приведены данные только работы [52"].
Итак, в соответствии с формулой (11.40) для любых двух температур Tj и Т2, лежащих не слишком близко к TQn и относящихся к ^-фазе, и соответствующих им значений и
л с (тЛ ^ получаем
(11.42)
£=]ib-2k
Аналогично, выбирая некоторые температуры Ту и Т2, относящиеся к с1 - фазе, получаем на основании (11.41):
в - 2W = ~
~ Ч . Аб(Т2']Т:
г л
I 2.
(11.43)
Из (11.42) и (11.43) определим для D = 10 • 0 5 2 D'vvc
(11.44)
(« 0,32 э£)
.№=1(Г1,.0,М О-ж (=0,21
Полученное значение энергии Д/ удовлетворяет условию суперионного перехода (11.32), т.к. для с1 - ^ ^ = 6 и