Влияние природы d-элемента на физико-химические характеристики электронно-ионных проводников на основе допированных галлатов лантана

• Автор: Жарикова, Эмилия Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 176 с. : ил.

Содержание
Введение.

1. Л итерату рный обзор

2. Экспериментальная часть

2.1. Синтез твердых растворов.

2.2. Количественный анализ

2.2.1. Фотометрическое определение хрома, никеля и кобальта

2.2.2. Метод атомной абсорбции для определения содержания марганца.

2.2.3. Рентгенофлуоресцентный анализ.

2.3. Физико химические методы исследования.

2.3.1. Рентгенофазовый анализ

2.3.2. Методика измерений магнитной восприимчивости
2.3.3. Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса.
2.3.4. Измерение Электрических характеристик твердых растворов 0.2xix1.x3, 1мхОа.хОз и 1м1.о,2хгуСгхОа1.хОз, 1мСгхСа.хОз.
2.3.5. Измерение Электрических характеристик твердых растворов 1.02xx.x3, 1мСохОа1.хОз и 1.02x1.x3, x.xз.
3. Расчеты магнитных характеристик
4. Обсуждение результатов.
4.1. Магнитные и электрические свойства твердых растворов ЬаСгхСаьхОэ и Ьа1.о,2Х8го,2хСгхОа.хОз
4.2. Магнитные и электрические свойства твердых растворов .x1.x3 и 1.2x.2xx1.x3
4.3. Магнитные и электрические свойства твердых растворов .41.x3 и 2xдxx.xз.
4.4. Магнитные и электрические свойства твердых растворов 1.аМхОа1.хОз и .,2x2Xix.xз
5. Заключение
Выводы.
Список литературы


В любом случае искажения кристаллической решетки приводят к изменению структурных параметров и характера обмена между парамагнитными атомами, что в свою очередь отражается в изменении магнитных характеристик и физических свойств в целом. Многие авторы предпринимают попытки менять свойства материалов на основе неровскита, например, магниторезисторов за счет замены допирующего элемента ,,,,,,. Эффект отрицательного колоссального магнитосопротивления КМС уменьшение сопротивления материала на несколько порядков во внешнем магнитном ноле. В ряде работ лантан заменяют на другие лаптаниды ,. В работах ,, предпринята попытка частично заменить ионы марганца в магниторезисторах ионами других элементов. Структура перовскита в манганитах, допированных щелочноземельными элементами, может содержать определенное количество вакансий. Авторами работ , показано, что вакансии располагаются в позициях атомов лантаноидов или марганца, позиции кислорода, как правило, всегда являются заполненными. Однако позднее было установлено, что количество вакансий существенно зависит от условий синтеза и режима термообработки образца. Теперь рассмотрим подробнее известные из литературы данные по галлатам лантана. Высокая ионная проводимость обеспечивается в таких системах за счет кислородных вакансий, возникающих при допировании галлата лантана двухвалентным рэлементом, в частности Бг, Са, Ва. В работе исследовались системы ЬаМоСаОз, где М8г, Са, Ва. Было установлено, что проводимость уменьшается в ряду 8гСаВа. Рис. Рисунок 1. Сравнение значений проводимости ЬаСаОз, допироваиного различными щелочноземельными металлами. Значения проводимости оказываются меньше ожидаемых, так как галлат лантана, допированный только Бг, Са или Ва, оказывается нестабильным и проводимость уменьшается за счет образования непроводящих примесных фаз БгваОз, ЬагО. I.13 . Ьао дСао. I11111. Б
содержанием стронция и достигает максимума, когда молярная доля стронция составляет 0,10,2. Множество работ посвящено исследованию галлатов лантана, допированных стронцием и магнием, стронцием и переходным элементом, а так же одновременно всеми тремя элементами. Но для выснения влияния каждого из допирующих элементов интересно рассмотреть их в отдельности, а уже затем переходить к более сложным системам. Поэтому, обнаружив, что введение именно стронция и магния в галлат лантана максимально увеличивает проводимость, разумно рассмотреть следствия введения переходного элемента в чистый галлат лантана, а затем уже в допированный стронцием и магнием. В работе исследовался i. Было показано, что с увеличением содержания кобальта возрастает ромбоэдрическое искажение структуры и возрастает проводимость. СП
1. Рисунок 1. Проводимость ЬЗСС с разным содержанием галлия. Энергия активации падает с увеличением концентрации кобальта в интервале кДжмоль. Образцы обладают дырочной проводимостью Рис. Предполагается, что проводимость осуществляется за счет С оОСо связей. Возникает же проводимость за счет диспропорционирования трехвалентного кобальта. Наличие трехвалентного кобальта в высокоспиновом состоянии доказано ЭПР спектроскопией 4,3, 6,0. При этом интенсивность сигнала от трехвалентного кобальта падает с возрастанием его концентрации в образцах. Коэффициент термического расширения растет с увеличением содержанием кобальта. Основной вывод, который делают авторы введение галлия в кобальтит лантана изолирует ионы кобальта. Стабилизировать структуру галлата лантана допированного стронцием может не только введение в подрешетку галлия, но и введение переходного элемента, что также увеличивает ионную проводимость системы. При допировании ЬаБгоэСаОз переходными элементами Тц Сг, Ре, Со , оказалось, что введение титана и хрома приводит к уменьшению проводимости, по сравнению с недопированным галлатом, в то время как Бе и Со увеличивают проводимость. Электронная проводимость растет в ряду Т1 Сг РеСо Рис. При этом ионная проводимость системы оказывается больше при относительно маленьком замещении галлия переходным элементом, в частности, при соотношении стронций переходный элемент 21 проводимость оказывается больше, чем в случае соотношения равного 12. В работе указано, что проводимость по кислороду в ряду РеРП Со возрастает Рис.