hrvatski

Utjecaj promjene strukture na elektronsku vodljivost cinkovih željeznih fosfatnih stakala

Električna svojstva cinkovih željeznih fosfatnih stakala, sastava (40-x)ZnO-xFe2O3-60P2O5 (x=10, 20, 30) istraživana su impedancijskom spektroskopijom mjerenjem admitancije u širokom frekvencijskom od 0, 01 Hz do 4 MHz i temperaturnom području od 303 do 473 K. Ramanskom su spektroskopijom istražene strukturne promjene u staklima. Ramanski spektri pokazuju promjenu strukture od metafosfatne do pirofosfatne kako se ZnO zamjenjuje s Fe2O3 od 10 do 30 mol%. Dc provodnost u ovim staklima ovisi o molarnom udjelu Fe2O3 i koncentraciji Fe(II) iona. Porast dc provodnosti unutar serije stakala posljedica je povećanja udjela Fe2O3 od 10 do 30 mol% i povećanja koncentracije Fe(II) iona od 6 do 17 %. Drugim riječima provodnost je posljedica skokova između Fe(II) i Fe(III) iona, što potvrđuje elektronsku vodljivost ove serije stakala. Frekvencijska ovisnost realnog dijela električne provodnosti, σ '(ω ), na različitim temperaturama, tipična je za elektronsku vodljivost. Pri niskoj frekvenciji provodnost je neovisna o frekvenciji i odgovara dc provodnosti, σ dc, stakla, dok pri visokoj frekvenciji ac provodnost, σ ac, je frekvencijski ovisna i slijedi Joncherov zakon vodljivost. Primjenom Summerfield-ovog skaliranja frekvencijska ovisnost provodnosti pokazuje jednu “ master” krivulju za svako staklo iz ove serije. S druge strane, skaliranje provedeno za sva tri stakla pokazuje odstupanje od jedinstvene “ master” krivulje. Porast σ (ω )/σ dc se smanjuje sa smanjenjem koncentracije polarona. Ovo odstupanje rezultat je porasta dc u ac provodnosti. Naime, staklo se može promatrati kao smjesa mikrofaza različitih sastava i različitih relaksacijskih vremena, τ . Električna struja teče kroz mikroheterogenu strukturu i dolazi do distribucije relaksacijskih vremena. To drugim riječima znači da odstupanje u skaliranju na višoj frekvenciji povezano sa strukturnom neuređenosti unutar stakla. Također je moguće da promjena iz metafosfatne u pirofosfatnu strukturu utječe na mobilnost nositelja naboja i time uzrokuje odstupanje u skaliranju

željezno fosfatna stakla; impedancijska spektroskopija

nije evidentirano