Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов
Основан в 2009 году


Электропроводность при комнатной температуре в Li0,12Na0,88Ta0,25Nb0,75O3, синтезированном при высоком давлении

В.В. Ефремов, М.Н. Палатников, О.Б. Щербина

Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева – обособленное подразделение ФГБУН Федерального исследовательского центра «Кольский научный центр Российской академии наук»

DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.061

Оригинальная статья

Аннотация: Методом импеданс спектроскопии в области температур 290-460 К исследован сегнетоэлектрический твердый раствор Li0,12Na0,88Ta0,25Nb0,75O3 со структурой перовскита, синтезированный в условиях высокого давления и температуры. Определены значения статических удельных проводимостей, наиболее вероятные времена релаксации в зависимости от температуры, энтальпии активации носителей заряда и реальная часть диэлектрической проницаемости. Обнаружено, что при комнатной температуре Li0,12Na0,88Ta0,25Nb0,75O3 обладает высокой электропроводностью, близкой к суперионной. Обсуждаются возможные механизмы обнаруженных явлений.

Ключевые слова: твердые растворы, термобарический синтез, импеданс спектроскопия, электропроводность, энтальпия активации носителей заряда

  • Ефремов Вадим Викторович – – к.т.н., старший научный сотрудник лаборатории материалов электронной техники Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева – обособленное подразделение ФГБУН Федерального исследовательского центра «Кольский научный центр Российской академии наук»
  • Палатников Михаил Николаевич – д.т.н., и.о. главного научного сотрудника с сохранением обязанностей заведующего лаборатории материалов электронной техники Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева – обособленное подразделение ФГБУН Федерального исследовательского центра «Кольский научный центр Российской академии наук»
  • Щербина Ольга Борисовна – к.т.н., старший научный сотрудник лаборатории материалов электронной техники Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева – обособленное подразделение ФГБУН Федерального исследовательского центра «Кольский научный центр Российской академии наук»

Ссылка на статью:

Ефремов, В.В. Электропроводность при комнатной температуре в Li0,12Na0,88Ta0,25Nb0,75O3, синтезированном при высоком давлении / В.В. Ефремов, М.Н. Палатников, О.Б. Щербина // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — Тверь: Твер. гос. ун-т, 2020. — Вып. 12. — С. 61-72. DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.061.

Полный текст: download PDF file

Библиографический список:

1. Haertling, G.H. Ferroelectric ceramics: History and technology / G.H. Haertling // Journal of the American Ceramic Society. – 1999. – V. 82. – I. 4. – P. 797-818. DOI: 10.1111/j.1151- 2916.1999.tb01840.x.
2. Dergunova, N.V. On the possibility of isomorphic substitutions in ferroelectrics with the perovskite -and pseudoilmenite – type structure / N.V. Dergunova, L.A. Reznitchenko, V.P. Sakhnenko, O.N. Razumovskaya, G.A. Geguzina // Ferroelectrics. – 2000. – V. 247. – I. 1. – P. 107-124. DOI: 10.1080/00150190008214947.
3. Резниченко, Л.А. Исследование морфотропных областей в системе твердых растворов NaNbO3–LiNbO3 / Л.А. Резниченко, Л.А. Шилкина // Известия Академии наук СССР. Серия физическая. – 1975. – Т. 39. – № 5. – С. 1118-1121.
4. Raevskii, I.P. Crystal-chemical effect of the thermodynamic history on the compositiontemperature phase diagrams of (Na,Li)NbO3 and (Na,K)NbO3 solid solutions / I.P. Raevskii, M.P. Ivliev, L.A. Reznichenko, et al. // Technical Physics. The Russian Journal of Applied Physics. – 2002. – V. 47. – I. 6. – P. 772-776. DOI: 10.1134/1.1486203.
5. Палатников, М.Н. Сегнетоэлектрические твердые растворы на основе оксидных соединений ниобия и тантала / М.Н. Палатников, Н.В. Сидоров, В.Т. Калинников. – СПб.: Наука, 2001. – 304 с.
6. Palatnikov, M.N. Structure and properties of the Li0,125Na0,875NbO3 solid solution synthesized at atmospheric and high pressures / M.N. Palatnikov, V.V. Efremov, N.V. Sidorov, et al. // Inorganic Materials. – 2014. – V. 50. – I. 11. – P. 1131-1139. DOI: 10.1134/S0020168514110132.
7. Hardiman, B. Hot pressing of sodium lithium niobate ceramic with perovskite-type structures / B. Hardiman, R.M Henson., C.P. Peeves, R.R. Zeyfand // Ferroelectrics. – 1976. – V. 12. – I. 1. – P. 157-159. DOI: 10.1080/00150197608241414.
8. Palatnikov, M.N. PTCR effect in Li0,12Na0,88TayNb1-yO3 ferroelectric solid solutions / M.N. Palatnikov, N.V. Sidorov, O.B. Shcherbina, et al. // Inorganic Materials. – 2007. – V. 43. – I. 3. – P. 281-286. DOI: 10.1134/S0020168507030132.
9. Palatnikov, M.N. Properties of LixNa1-xTa0,1Nb0,9O3 ferroelectric ceramic solid solutions / M.N. Palatnikov, V.V. Efremov, N.V. Sidorov, O.V. Makarova, V.T. Kalinnikov // Inorganic Materials. – 2009. – V. 45. – I. 12. – P. 1423-1428. DOI: 10.1134/S002016850912022X.
10. Palatnikov, M.N. High-pressure synthesis, structure, and electrical properties of LixNa1-xNbO3 solid solutions / M.N. Palatnikov, N.V. Sidorov, V.V. Efremov, O.G. Gromov, Yu.V. Radyush // Inorganic Materials. – 2008. – V. 44. – I. 11. – P. 1240- 1243. DOI: 10.1134/S0020168508110186.
11. Radyush, Yu.V. Structural phase transitions of high-pressure LixNa1-xNbO3 solid solutions / Yu.V. Radyush, N.M. Olekhnovich, N.P. Vyshatko, et al. // Inorganic Materials. – 2004. – V. 40. – I. 9. – P. 971-975. DOI: 10.1023/B:INMA.0000041331.03980.7a.
12. Olekhnovich, N.M. Thermal hysteresis of the permittivity of Li0,12Na0,88TayNb1-yO3 solid solutions ( y ≥ 0.7) prepared under high or normal pressure / N.M. Olekhnovich, Yu.V. Radyush, N.P. Vyshatko, et al. // Physics of the Solid State. – 2005. – V. 47. – I. 4. – P. 703-709. DOI: 10.1134/1.1913984.
13. Efremov, V.V. Phase states and dielectric properties of Li0,17Na0,83NbyТа1-yO3 ceramic solid solutions prepared by high-pressure, high-temperature synthesis / V.V. Efremov, M.N.Palatnikov, Y.V. Radyush, O. B. Shcherbina // Inorganic Materials. – 2019. – V. 55. – I. 5. – P. 509-515. DOI: 10.1134/S0020168519050030.
14. Allmann, R. The introduction of structure types into the inorganic crystal structure database ICSD / R. Allmann, R. Hinek. // Acta Crystallographica Section A. – 2007. – V. A63. – Part 5. – P. 412-417. DOI: 10.1107/S0108767307038081.
15. Faber, J. New powder diffraction file (PDF-4) in relational database format: advantages and data-mining capabilities / J. Faber, T. Fawcett, S.N. Kabekkodu // Acta Crystallographica Section B. – 2002. – V. B58. – Part 3. – № 1. – P. 333-337. DOI: 10.1107/S0108768102002458.
16. Сандлер, В.А. Диэлектрические кристаллы: Симметрия и физические свойства / В.А. Сандлер, Н.В. Сидоров, М.Н. Палатников. – Апатиты: Изд-во КНЦ РАН. – 2010. – Часть 1. – 203 с.
17. Физика электролитов: Процессы переноса в твердых электролитах и электродах / Дж. Хладик, Ф.К. Фонг, Г. Амсел. и др.; ред. Дж. Хладик; пер. с англ. И.Н. Грознова и др.; под ред. Я.М. Колотыркина. – М: Мир, 1978. – 555 с.