Примесная ионная разупорядоченность

Примесная ионная разупорядоченность [c.136]

Для ионных кристаллов особый интерес представляют рещения VI группы (VIA — VIP в табл. 5.4) при полной ионизации основных дефектов. Действительно, условия электронейтральности в этих случаях соответствуют примесной ионной разупорядоченности, подробно рассмотренной в разделе 5.2, и определяют концентрации доминирующих ионных дефектов практически во всех примесных кристаллах с преобладающей ионной проводимостью. [c.165]

Рассмотрим в общем случае бинарный ионный кристалл МХг, содержащий в узлах катионной подрешетки примесные катионы с валентностью 2р. При полной ионизации примесных центров эффективный заряд дефектов замещения основных катионов примесными равен Аг = 2р—2м и может быть как положительным (при 2р>2м), так и отрицательным (при 2р<2м). Поэтому условие электронейтральности примесного ионного кристалла в общем случае произвольной ионной разупорядоченности запишется в виде [c.137]

ВИЯ электронейтральности (5.21). В предельном случае высоких концентраций примеси можно считать, что избыточный заряд примесных центров (эффективный заряд дефектов замещения Аг ) целиком компенсируется эффективным зарядом собственных дефектов (вакансий или междуузельных ионов соответствующего знака). Поэтому, оставляя в уравнении (5.21) по паре компенсирующих друг друга слагаемых, для кристаллов с различными типами собственной ионной разупорядоченности получаем следующие приближенные рещения. [c.140]

К настоящему времени эффект стимулированного излучения обнаружен почти у 200 диэлектрических кристаллов с примесью ионов переходных элементов. Самым представительным классом этого ряда является класс оксидных лазерных кристаллов с упорядоченной структурой, в которых примесные ионы образуют в основном один тип активаторных центров (см. табл. 1.3). Если в этих средах основными генерирующими ионами являются трехвалентные редкоземельные ионы, то простые фторидные лазерные кристаллы такой избирательности не проявляют (см. табл. 1.1). Они, кроме трехвалентного иона хрома, используют все типы известных активаторных ионов. К настоящему времени количество синтезированных смешанных фторидных и оксидных разупорядоченных лазерных кристаллов приблизительно одинаково (см. табл. 1.2 и 1.4). [c.13]

Характер примесной разупорядоченности ионных кристаллов, так же как и собственной, тесно связан с особенностями энергетического спектра электронов, прежде всего с большой шириной запрещенной зоны. Если в полупроводниках наиболее энергетически выгодным способом компенсации избыточного заряда примеси является образование дополнительных электронов в зоне проводимости или дырок в валентной зоне, то в ионных кристаллах разупорядочение электронов энергетически невыгодно по сравнению с образованием ионных дефектов. [c.136]

В начале данной главы отмечалось, что в кристаллах с преобладающей ионной связью основное зарядовое состояние атомных дефектов отвечает классической ионной модели, так что абсолютные значения их эффективных зарядов совпадают со значениями валентностей соответствующих элементов. Это обстоятельство учитывалось и при дальнейшем описании как собственной, так и примесной разупорядоченности ионных кристаллов, состав которых определяется точными стехиометрическими отношениями. [c.146]

Ячейка типа Ог, Р1 02- Р1, Ог с газовыми (кислородными) электродами и твердым электролитом с анионной проводимостью. К электролитам такого типа относятся твердые оксидные электролиты с примесной разупорядоченностью типа диоксида циркония, стабилизированного добавками оксидов металлов с меньщей валентностью (УгОз, СаО и др.). В системах такого рода число переноса ионов кислорода равно единице, причем концентрация вакансий кислорода в первом приближении не зависит от температуры и определяется содержанием стабилизирующей добавки. Поэтому в формуле (6.271) первое слагаемое в скобках обращается в нуль, и для коэффициента гомогенной составляющей термо-э. д. с. можно полагать при о = —2е [c.261]

Б. Примесные твердые электролиты. Отдельный класс твердых электролитов составляют так называемые примесные твердые электролиты — оксиды элементов IVB подгруппы (2гОг, НГОг,, СеОа, ТЬОз), стабилизированные добавками оксидов других металлов (например, СаО). При температуре 1000°С такие электролиты обладают довольно высокой проводимостью (обычно в пределах 10—0,1 См/м) по отрицательно заряженным ионам кислорода. Проводимость примесных электролитов связана со структурной разупорядоченностью одной из подрешеток, обусловленной присутствием достаточно большого количества посторонних ионов (например, Са +). Проводимость примесных электролитов проходит через максимум при содержании добавки в интервале 5—15 мол. % Падение проводимости при большом содержании добавки вызвано образованием комплексов между катионами добавки и кислородными анионами. Проводимость этого класса электролитов зависит также от природы добавки. Максимальная проводимость оказывается обычно тем выше, чем меньше радиус катиона добавки. Вероятно, маленькие катионы [c.107]

Все материалы, имеющие высокую ионную проводимость, обладают определенной разупорядоченностью по тому сорту ионов, который осуществляет проводимость. Среди них, во-первых, кристаллы с собственным разупорядочением. Примером может служить дифторид кальция Сар2. В его структуре размеры междоузлий сравнимы с размерами иона фтора, и его внедрение в междоузлие не требует слишком больших затрат энергии. Во-вторых, кристаллы с примесной разупорядоченностью. Примером может служить диоксид циркония, который существует в двух модификациях— моноклинной при температуре ниже 1100°С и тетрагональной — [c.272]

Приведенные формулы для упрощенных решений показывают, что при любой фиксированной концентрации примеси ионный кристалл может иметь либо собственную, либо примесную )азупорядоченность в различных температурных интервалах. Лримесная разупорядоченность, определяемая предельными решениями (5.27), (5,28), реализуется при достаточно низких температурах, при которых процесс собственного разупорядочения не вносит существенного вклада (константа Шоттки Кз мала). Напротив, при высоких температурах (больших значениях Кз) собственное разупорядочение является доминирующим и практически подавляет влияние примеси. В этом отношении поведение ионных кристаллов аналогично поведению полупроводников, подробно рассмотренному в предыдущей главе. Критическая температура Гкр, при которой примесная разупорядоченность переходит в собственную, определяется условием [c.139]

Таким образом, изложенная упрощенная теория дает достаточно простые выражения для ионной проводимости кристаллов с различными типами разупорядоченности. Однако для примесных кристаллов экспериментальные кривые обнаруживают подчас весьма причудливый ход, не укладывающийся в рамки изложенной упрощенной теории. Зависимость электропроводности от температуры и содержания примесей удается достаточно надежно интерпретировать лишь для тщательно приготовленных образцов, состав которых точно известен. На рис. 6.5 показан пример двух образцов Na l, механизм электропроводности которых расшифрован достаточно надежным образом. Для чистого образца (с малыми контролируемыми примесями) при высоких температурах имеется самый крутой участок (I, кривая 1). Здесь электропроводность определяется формулой (6.49) с энергией активации, равной Ws + Uns,. В области более низких температур (участок II) происходит переход от собственной ионной Проводимости к примесной, когда концентрация носителей определяется лишь содержанием легирующей добавки и не зави- [c.186]

Итак, атомное разупорядочение кристаллов (образование вакансий, внедренных атомов, антиструктурных и примесных дефектов) обычно, хотя и не всегда, сопровождается электронным раз-упорядочением (образованием электронов и дырок, свободных или локализованных на ионах переходных элементов). Последнее может иметь место и в совершенном кристалле за счет перехода электронов из валентной зоны в зону проводимости (рис. 2.2). [c.79]

Примесные атомы могут входить и в междоузлия решетки, если эти атомы невелики по размеру и их размещение в междоузлиях не слишком сильно искажает решетку. Атомное разупорядочение кристаллов (образование вакансий, внедренных атомов, антиструктурных и примесных дефектов) обычно, хотя и не всегда, сопровождается электронным разупорядочением (образованием электронов и дырок, свободных или локализованных на ионах переходных элементов). В то же время (см. подразд. 2.4) последнее может иметь место и в совершенном кристалле за счет перехода электронов из валентной зоны в зону проводимости. [c.125]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология