Фононная спектроскопия и особенности низкотемпературной теплоемкости твердых растворов электролитов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Исследованы кинетические характеристики фононов тепловых частот в области гелиевых температур в образцах керамики твердого раствора электролита Ce1–xGdxO2–y. Для объяснения температурной зависимости длины свободного пробега фононов использованы выполненные ранее результаты расчетов энергии образования вакансий в анионной подрешетке твердого раствора диоксида циркония, стабилизированного иттрием ZrO2:Y2O3 (YSZ) с аналогичной кристаллической структурой. Показано, что в исследуемой системе Ce1–xGdxO2–y возможно образование структурных дефектов, связанных с наличием вакансий в анионной подрешетке с энергией Δ = 8.53 K. Установлено, что анализ температурных зависимостей теплоемкости YSZ позволяет проследить степень неупорядоченности (аморфизации) твердого раствора в зависимости от уровня его стабилизации.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. И. Саламатов

Физико-технический институт УдмФИЦ УрО РАН

Email: taranov@cplire.ru
Россия, Ижевск

А. В. Таранов

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: taranov@cplire.ru
Россия, Москва

Е. Н. Хазанов

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН

Email: taranov@cplire.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Tojo T., Atake T., Mori T., Yamamura H. // J. Thermal Analysis and Calorimetry. 1999. V. 57. № 1.P. 447.
  2. Vlachos D., Craven A.J., McComb D.W. // J. Phys.: Cond. Matt. 2001. V.13. № 10. P. 799.
  3. Саламатов Е.И., Таранов А.В., Хазанов Е.Н. // РЭ. 2022. Т. 67. № 6. С. 523.
  4. Degueldre C., Tissot P., Lartigue H., Pouchon M. // Thermochimica Acta. 2003. V. 403. № 2. P. 267.
  5. Ostanin S.A., Salamatov E.I. // Письма в ЖЭТФ. 2001. Т. 74. № 11. С. 625.
  6. Ostanin S., Craven A.J., McComb D.W. et al // Phys. Rev. B. 2002. V. 65. № 22. P. 224109.
  7. Ostanin S., Salamatov E. // Phys. Rev. B. 2003. V. 68. № 17. P. 172106.
  8. Hayashi H., Kanoh M., Ch. Ji Quan et al. // SolidState Ionics. 2000. V. 132. № 3–4. P. 227.
  9. Hisashige T., Yamamura Y., Tsuji T. // J. Alloys and Compounds. 2006. V. 408–412. P. 1153.
  10. Wang Y., Duncan K., Wachsman E.D., Ebrahimi F. // Solid State Ionics. 2007. V.178. № 1–2. P. 53.
  11. Хазанов Е.Н., Таранов А.В. // РЭ. 2013. Т. 58. № 9. С. 874.
  12. Atkinson A., Selcuk A. // Solid State Ionics. 2000. V. 134. №1–2. P. 59.
  13. Барабаненков Ю.Н., Иванов В.В., Иванов С.Н. и др. // ЖЭТФ. 2006. Т. 129. № 1. С. 131.
  14. Ackеrman D.A., Moy D., Potter R.C., Anderson A.C. // Phys. Rev. B. 1981. V. 23. № 8. P. 3886.
  15. Саламатов Е.И., Таранов А.В., Хазанов Е.Н. и др. // ЖЭТФ. 2017. Т. 152. № 5. С. 910.
  16. Иванов С.Н., Егоров Г.В., Попов П.А. // ФТТ. 1992. Т. 34. № 11. С. 3599.
  17. Лезова И.E., Карбань О.В., Таранов A.В. и др. // ЖЭТФ. 2020. Т. 157. № 1. С. 90.
  18. Борик М.А., Бублик В.Т., Кулебякин А.В. и др. // ФТТ. 2013. Т. 55. № 8. С. 1578.
  19. Малиновский В.К., Новиков В.Н., Соколов А.П. // Успехи физ. наук. 1993. Т. 163. № 5. С. 119.
  20. Лезова И.E., Саламатов Е.И., Таранов A.В. и др. // ЖЭТФ. 2019. Т. 156. № 5. С. 918.
  21. Саламатов Е.И. // ФТТ. 2002. Т. 44. № 5. С. 935.
  22. Саламатов Е.И. // ФТТ. 2003. Т. 45. № 4. С. 691.
  23. Козорезов А.Г. // ЖЭТФ. 1991. Т. 100. № 5. С. 1577.
  24. Карбань О.В., Саламатов Е.И., Таранов А.В. и др. // ЖЭТФ. 2009. Т. 135. № 4. С. 758.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Зависимость l от температуры для образцов одного размера (R ≈ 200 нм) с различным содержанием примеси: х = 0.091 (1), 0.126 (2), 0.20 (3) и 0.30 (4); сплошными линиями изображены расчетные теоретические зависимости. На вставке – регистрируемые сигналы в образце керамики ТЭ состава Ce0.909Gd0.091O2–y при различных температурах термостата: T = 3.76 (1), 3.64 (2), 3.44 (3), 3.13 (4) и 2.81 K (5).

Скачать (102KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимости теплопроводности в монокристаллах YSZ 4.5 % (кривая 1) и PMN (2) от температуры, на вставке – зависимости теплоемкости в YSZ 4.5 % [14] (кривая 1) и 5 % (2) от температуры.

Скачать (91KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Экспериментальные (точки) и расчетные (кривые) зависимости коэффициента диффузии D от температуры (а) в образцах YSZ длиной 0.1 см с концентрацией 12 (1) и 20 мол. % Y2O3 (2). Зависимости коэффициента диффузии от температуры в YSZ (б): сплошная линия – D ~ T–4 ; кривая 1 – 5 % Y2O3, L = 0.08 см; кривая 2 – 20 %, L = 0.085; кривая 3 – 20 %, L = 0.04; кривая 4 – 5 %, L = 0.05.

Скачать (93KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимости величины C/T3 от температуры для образцов YSZ: 4.5 % [14] (1), 5 % [15] (2), 20 % [15] (3), 7.76 % [1] (4).

Скачать (66KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024