Фононная спектроскопия и особенности низкотемпературной теплоемкости твердых растворов электролитов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт 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