Электрические свойства твердых растворов Ba4Ca2Nb2-xVxO11
Аннотация
В рамках данной работы проведен синтез перовскитоподобных составов Ba4Ca2Nb2-xVxO11. Рентгенографически установлено, что образцы Ba4Ca2Nb2-xVxO11 (0≤х≤0,4) получены однофазными и характеризуются кубической структурой двойного перовскита.
Были рассчитаны параметры решеток. При малом содержании ванадия в исследу-емом образце (0≤x≤0,1) параметр увеличивается и достигает своего максимума на составе V5+ равном х=0,1. Затем параметр начинает резко уменьшаться. Единственное объяснение данному явлению – это оксоанионное допирование, которое происходить при малых концентрациях содержания ванадия. Оксоанионное допирование – способ замещения, в результате чего на место структурной вакансии вводится структурная единица [VО4]. Резкое уменьшение параметра в больших концентрациях (0,2≤x≤0,4), напротив, говорит о том, что происходит замещение иона ниобия Nb5+ на ион ванадия V5+ в структуре, и вследствие размерных факторов r (V5+) < r (Nb5+), параметр начинает уменьшаться с увеличением количества допанта.
Установлено, что для твердых растворов происходит немонотонное изменение общей электропроводности, проходящей через максимум при x=0,02-0,05 как в сухой, так и во влажной атмосфере по сравнению с Ba4Ca2Nb2O11. Если сравнить изменение прово-димости составов с долей свободного объема ячейки, то наблюдается аналогичная зависимость. Доля свободного объема у составов с х=0,02 и х=0,05 немного больше, чем у недопированного образца, а с ростом свободного объема увеличивается пространство для переноса протона, поэтому электропроводность увеличивается. У остальных же образцов видно незначительное уменьшение свободного объема, и как следствие данного процесса уменьшение электропроводности.
Были рассчитаны параметры решеток. При малом содержании ванадия в исследу-емом образце (0≤x≤0,1) параметр увеличивается и достигает своего максимума на составе V5+ равном х=0,1. Затем параметр начинает резко уменьшаться. Единственное объяснение данному явлению – это оксоанионное допирование, которое происходить при малых концентрациях содержания ванадия. Оксоанионное допирование – способ замещения, в результате чего на место структурной вакансии вводится структурная единица [VО4]. Резкое уменьшение параметра в больших концентрациях (0,2≤x≤0,4), напротив, говорит о том, что происходит замещение иона ниобия Nb5+ на ион ванадия V5+ в структуре, и вследствие размерных факторов r (V5+) < r (Nb5+), параметр начинает уменьшаться с увеличением количества допанта.
Установлено, что для твердых растворов происходит немонотонное изменение общей электропроводности, проходящей через максимум при x=0,02-0,05 как в сухой, так и во влажной атмосфере по сравнению с Ba4Ca2Nb2O11. Если сравнить изменение прово-димости составов с долей свободного объема ячейки, то наблюдается аналогичная зависимость. Доля свободного объема у составов с х=0,02 и х=0,05 немного больше, чем у недопированного образца, а с ростом свободного объема увеличивается пространство для переноса протона, поэтому электропроводность увеличивается. У остальных же образцов видно незначительное уменьшение свободного объема, и как следствие данного процесса уменьшение электропроводности.