Дослідження електронної провідності монокристалів дийодиду свинцюв поляризаційній комірці, Детальна інформація

1 – загальна електропровідність ((ом -1(м –1) PbJ2 в комірці Pb ( PbJ2 ( Pb (U=2B)

)

Було доведено, що на початковій ділянці при U< 2.0-2.2 B ВАХ практично лінійна, а її нахил в разі свинцевих електродів при Т> 320 К був у 3-4 рази вище нахилу ВАХ при використанні вугільних електродів.

проводилися зі свинцевими електродами при оптимальній напрузі U=2B. Ці умови забезпечували найбільші струми, а кристал PbJ2, розміщений між Pb–електродами, був наближений до умов насичення його свинцем. Свинцеві електроди використовувалися лише при температурах дослідження, нижчих за 570 К у зв’язку з можливістю контактного плавлення на межі Pb/PbJ2. При проведенні електрофізичних досліджень при більш високих температурах використовувалися графітові електроди.

Температурну залежність загальної електропровідності (на постійному струмі) монокристалів PbJ2 в інтервалі температур Т= 293-543 К подано на рис. 2.

має три ділянки. На низькотемпературній ділянці при Т < 355 ( 5 K енергія активації електропровідності становить 0,16 ( 0,05 еВ. В інтервалі температур (355 – 463) ( 5К Eакт. = 0,49 ( 0,03 еВ. При Т > 463 ( 5К Eакт. = 0,75 ( ( 0,02 еВ. Всі три ділянки, на нашу думку, повинні відповідати домішковій електропровідності PbJ2, обумовленій рухом йонних дефектів.

Отримані дані в принципі корелюють з даними вимірювання йонної електропровідності фази PbJ2 низького тиску, поданими в роботі (4(, де температурна залежність ( (PbJ2) також подається графічно кількома ділянками. Основними струмонесучими дефектами, на думку авторів (4(, є дефекти, за Френкелем, серед катіонів свинцю при Т < 520 К.

Власну йонну електропровідність у монокристалах PbJ2 зафіксовано при Т >550 К (на графіку не показано) з енергією активації 1,42 ( 0,02 еВ. Отримані дані добре збігалися з результатами вимірювання електропровідності PbJ2 (у фазі низького тиску) в праці [4], де Eакт.(() при Т(( 567 К (294( С) становила 1,45 ( 0,05 еВ для всіх зразків.

від лінійної залежності. Причина цього відхилення поки що не встановлена.

На підставі отриманих даних за парціальною і загальною електропровідностями, поданими на рис. 2, було визначено числа переносу дірок (tP) в PbJ2, насиченому свинцем. В інтервалі температур 357-463 К tP=0,10 ( 0,01.

Причина діркової електропровідності обумовлена, на наш погляд, наявністю акцепторних рівнів, що лежать в забороненій зоні PbJ2 на віддалі 2 ( 0,47=0,94 еВ від стелі валентної зони.

Висновки

Методом поляризаційної комірки Вагнера проведено дослідження електронно-діркової складової провідності монокристалів PbJ2.

На підставі аналізу струмопотенціальних залежностей доведено, що в PbJ2 має місце діркова електропровідність.

використано рівняння, запропоноване Такахасі з поправочним коефіцієнтом k.

становить 0,47 еВ.

на трьох температурних ділянках, які належать до домішкової йонної провідності.

Доведено, що PbJ2 є переважно йонним провідником. Числа переносу дірок в дослідженому інтервалі температур становлять 0,1 (0,01.

Література

Tuband С., Reinhold H., Liebold G. Anorg Z. Allg. Chem., v.197, p.229, 1931.

Schoonman J., Macke A.J.H., Solid J. State Chem.,v.5, p.105, 1972; J.Schoonman J. Solid State Chem., v.4, p.466, 1972.

Lingras A.P., Simkovich G.  J. Phys Chem. Solids, v.39, pp.1225-1229, 1978.

Oberschmidt J., Lazarus D. Physical Review, B, v.21,№ 12, pp. 5813-5822, 1979.

Wagner C. Internat. Comm. Electrochem. Termodynam. and Kinetics. Proc. of 7-th Meeting. Butterworth, London, 7, 361, 1957, Z. Electrochem, v.60, p.4, 1956.

Wagner J.B., Wagner C. J.Chem.Phys., v.26, p.1597, 1957.

Wagner J.B., Wagner C. J. Electrochem. Soc, № 104, p.509, 1957.

Ilschner B. J. Chem. Phys., v.28, № 6, p.1109, 1958.

Захаров Ю.А., Гасьмаев В.К. Ж. физ. химии, т.48, № 2, 1974.

Гасьмаев В.К. Исследование термического разложения азида серебра электрофизическими методами. Канд. диссертация, Томск, ТГУ, 1973.

Калуш О.З., Рибак В.М., Логуш О.И. Способ получения монокристаллов дийодида свинца. А.С. № 1358487,8.8.1987.