Изменения кристаллической структуры и электрофизических свойств поликристаллического оксида индия при нагреве на воздухе

А. Е. Соловьева

doi:10.17073/1683-4518-2021-12-55-60

Изменения кристаллической структуры и электрофизических свойств поликристаллического оксида индия при нагреве на воздухе

А. Е. Соловьева

https://doi.org/10.17073/1683-4518-2021-12-55-60

Полный текст:

Аннотация

При термическом и электрическом воздействии в интервале 25‒1100 о С на воздухе в структуре оксида индия обнаружен при 550 о С фазовый переход первого рода, при котором структурные анионные вакансии смещаются в междоузлия решетки и появляется неупорядоченная фаза типа С1 . Энергия перехода равна 0,24 эВ. В интервале 550‒800 о С в оксиде индия происходит постепенный фазовый переход второго рода упорядоченной кубической фазы типа С в неупорядоченную типа С1 . Обнаруженные фазовые превращения сопровождаются различием термического расширения и проводимостью носителей заряда фаз двух типов: С и С1 . Ионная проводимость зарядов в структуре оксида индия существует до 550 о С с энергией 1,44 эВ. В оксиде индия в интервале 550‒800 о С существует смесь двух типов проводимости: ионная и электронная. Электронная проводимость сохраняется в интервале 800‒1100 о С с энергией 1,20 эВ. Аналитическим и графическим методами определены размеры радиусов катиона индия, кислорода и анионной вакансии. Приведенный в статье фрагмент изменения расположения атомов в оксиде индия при нагреве и наложение электрического поля на воздухе позволили понять механизм перехода анионной проводимости в электронную. По экспериментальным данным рассчитаны механические свойства оксида индия.

Ключ. слова

поликристаллический оксид индия, нагрев на воздухе, кристаллическая структура, рентгеновское исследование, проводимость,

Об авторе

А. Е. Соловьева

Сухумский физико-технический институт Академии наук Абхазии
Россия

Д. ф.-м. н.

Сухум

Список литературы

1. Fan, John C. С. Properties of Sn-doped In2O3 films prepared by RF-sputtering / John C. C. Fan, Frank J. Bachner // J. Electrochem. Soc. : Solid state science and technology. ― 1975. ― Vol. 122, № 12. ― P. 1719‒1725.

2. Соловьева, А. Е. Особенности взаимодействия оксида индия с SnO / А. Е. Соловьева, В. А. Жданов // Неорганические материалы. Изв. АН СССР. ― 1985. ― Т. 21, № 6. ― С. 957‒960.

3. Bates, Lambert J. Electrical conductivity, seebeck coefficient and structure of In2O3‒SnO2 / J. Lambert Bates, Curtis W. Griffin, David D. Marchant, Jonn E. Garnier // Am. Ceram. Soc. Bull. ― 1986. ― Vol. 65, № 4. ― P. 673‒678.

4. Плоткин, С. С. Электрические свойства керамики, содержащей ZrO2, HfO2, In2O3 / C. С. Плоткин, В. Е. Плющев, И. А. Роздин // Неорганические материалы. Изв. АН СССР. ― 1973. ― Т. 11, № 9. ― С. 1709‒1710.

5. Пасынков, В. В. Полупроводниковые приборы / В. В. Плотников, Л. К. Чиркин. ― М. : Высшая школа, 1987. ― 479 с.

6. Шевченко, В. Я. Техническая керамика / В. Я. Шевченко, С. М. Баринов. ― М. : Наука, 1993. ― 185 с.

7. Громов, В. Ф. Сенсорные свойства наноструктурированных систем на основе оксида индия, содержащих Co3O4 или ZrO2 / В. Ф. Громов, Г. Н. Герасимов, Т. В. Большова [и др.] // Журнал химической физики. ― 2018. ―Т. 37, № 1. ― С. 76‒82.

8. Rout, C. S. Sensors for the nitrogen oxide NO2, NO, N2O based on In2O3 and WO3 nano wires / C. S. Rout, K. Ganesh, J. A. Govindara, C. N. Rao // Apple Phys. ― 2006. ― Vol. 85. ― P. 241‒246.

9. Соловьева, А. Е. Свойства поликристаллического оксида индия на воздухе и в вакууме / А. Е. Соловьева, В. А. Жданов, В. Л. Марков, Р. Р. Швангирадзе // Неорганические материалы. Изв. АН СССР. ― 1982. ― Т. 18, № 5. ― С. 825‒828.

10. Соловьева, А. Е. Образование шнура проводимости и пробоя в поликристаллическом оксиде индия / А. Е. Соловьева // Физика и техника полупроводников. ― 1992. ― Т. 26, № 3. ― С. 408‒412.

11. Sasaki, K. Electronic conductivity in Ln2O3 in solid solution with ZrO2 / K. Sasaki, H. P. Seifert, L. J. Gauckler // J. Electrochem. Soc. ― 1994. ― Vol. 141, № 10. ― P. 275‒2768.

12. Попов, В. П. Электропроводность и термодинамика восстановления оксида индия и твердых растворов на его основе / В. П. Попов, Л. В. Морозова // Журнал неорганической химии. ― 1995. ― Т. 40, № 1. ― С. 37‒41.

13. Сухаревский, Б. Я. Твердые растворы замещениявнедрения-вычитания в координационных кристаллах / Б. Я. Сухаревский, А. М. Гавриш, А. Е. Соловьева // АН СССР. Кристаллография. ― 1980. ― Т. 25, вып. 4. ― С. 755‒764.

14. Соловьева, А. Е. Образование оксидов кубической модификации с ОЦК-решеткой типа С в поликристаллических диоксидах гафния, циркония и церия при нагреве / А. Е. Соловьева // Новые огнеупоры. ― 2021. ― № 3. ― С. 48‒58.

15. Самсонов, Г. В. Физико-химические свойства окислов / Г. В. Самсонов. ― М. : Металлургия, 1978. ― 471 с.

16. Уэрт, Ч. Физика твердого тела / Ч. Уэрт, Р. Томсон. ― М. : Мир, 1969. ― 190 с.

17. Постников, В. С. Физика и химия твердого состояния / В. С. Постников. ― М. : Металлургия, 1978. ― 544 с.

18. Solovyeva, A. E. Modeling of the mechanism of influence of the defect structure in a polycrystalline scandium oxide on the properties of the thermal and electrical effects in vacuum / А. Е. Solovyeva // Nonmaterials: Аpplication and Рroperties. ― 2013. ― Vol. 2, № 4. ― 04NAESP 16 (4 pp).

19. Соловьева, А. Е. Изучение кристаллической структуры и электрофизических свойств поликристаллического оксида иттрия при нагреве в вакууме / А. Е. Соловьева // Успехи прикладной физики. ― 2019. ― Т. 7, № 2. ― С. 177‒187.

Дополнительные файлы

Для цитирования: Соловьева А.Е. Изменения кристаллической структуры и электрофизических свойств поликристаллического оксида индия при нагреве на воздухе. Новые огнеупоры. 2021;(12):55-60. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2021-12-55-60

For citation: Solovyеvа A.E. Changes in the crystal structure and electro physical properties of polycrystalline indium oxide when heated in air. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2021;(12):55-60. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2021-12-55-60

Обратные ссылки

Обратные ссылки не определены.

ISSN 1683-4518 (Print)

Логин
Пароль