HIGH-TEMPERATURE ANOMALY OF THE ANIONIC CONDUCTIVITY IN LaF3 CRYSTALS

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The anionic electrical conductivity σdc(T) of the superionic LaF3 conductor single crystal has been studied by impedance spectroscopy in a wide (312–1073 K) temperature range. Electrical measurements in a protective nitrogen atmosphere have been carried out. It is shown that the σdc values change from 1.5 × 10–5 to 7 × 10–2 S/cm (by a factor of ~5 × 103) in the investigated temperature range. A high-temperature anomaly of the σdc(T) dependence has been found at T0 ≈ 970 K, which is apparently indicative of the onset of a diffuse (Faraday) phase transition in the LaF3 tysonite structure.

About the authors

N. I. Sorokin

Shubnikov Institute of Crystallography, Federal Scientific and Research Center “Crystallography and Photonics,” Russian Academy of Sciences, Moscow, 119333 Russia

Author for correspondence.
Email: nsorokin1@yandex.ru
Россия, Москва

References

  1. Yamanaka T., Nakamoto H., Abe T. et al. // ACS Appl. Energy Mater. 2019. V. 2. P. 3092. https://doi.org/10.1021/acsaem.8b02068
  2. Gulina L.B., Schafer M., Privalov A.F. et al. // J. Chem. Phys. 2015. V. 143. P. 234702. https://doi.org/10.1063/1.4937415
  3. Wang J., Wang C., Sun X. et al. // J. Mater. Sci. 2015. V. 50. P. 3795. https://doi.org/10.1007/s10853-015-8944-x
  4. Patro L.N., Kamala Bharathi K., Ravi Chandra Raju N. // AIP Adv. 2014. V. 4. P. 127. https://doi.org/10.1063/1.4904949
  5. Gaurkhede S.G. // Nanosystems: Phys., Chem., Math. 2014. V. 5. P. 843.
  6. Kumar D.A., Selvasekarapandian S., Nithya H. et al. // Ionics. 2012. V. 18. P. 461.
  7. Sinitsyn V.V., Lips O., Privalov A.F. et al. // J. Phys. Chem. Solids. 2003. V. 64. P. 1201. https://doi.org/10.1016/s0022(03)00050-7
  8. Schoonman J., Oversluizen G., Wapennar K.E.D. // Solid State Ionics. 1980. V. 1. P. 211.
  9. Тураева М.С., Кот С.А., Глумов О.В., Мурин И.В. // Журн. прикл. химии. 2001. Т. 74. № 4. С. 579.
  10. Fergus J.W. // Sensors and Actuators. 1997. V. 42. P. 119.
  11. Frant M.S., Ross J.W. // Science. 1966. V. 154. P. 1553.
  12. Karkera G., Anji Reddy M., Fichtner M. // Power Sources. 2021. V. 481. P. 228877.
  13. Nowroozi M., Irshad M., Mdaiyan P. et al. // J. Mater. Chem. A. 2021. V. 9. P. 5980.
  14. Потанин А.А. // Рос. хим. журн. 2001. Т. 45. № 5–6. С. 58.
  15. Sobolev B.P. The Rare Earth Trifluorides. Part 1. The High Temperature Chemistry of the Rare Earth Trifluorides. Moscow Institute of Crystallography and Institut d’Estudis Catalans. Barcelona: Spain. 2000. 520 p.
  16. Кривандина Е.А., Жмурова З.И., Соболев Б.П. // Кристаллография. 2001. Т. 46. № 1. С. 756.
  17. Vasiliev V., Molina P., Nakamura M. et al. // Opt. Mater. 2011. V. 33. P. 1710.
  18. Mansmann M. // Z. Kristallogr. 1965. B. 122. № 5–6. S. 375.
  19. Schlyter K. // Arkiv. Kemi. 1952. V. 5. P. 73.
  20. Болотина Н.Б., Черная Т.С., Верин И.А. и др. // Кристаллография. 2016. Т. 61. № 1. С. 36.
  21. Болотина Н.Б., Черная Т.С., Калюканов А.И. и др. // Кристаллография. 2015. Т. 60. № 3. С. 391.
  22. Отрощенко Л.П., Александров Б.П., Максимов Б.А. и др. // Кристаллография. 1985. Т. 30. № 4. С. 658.
  23. Greis O., Cader M.S.R. // Termochim. Acta. 1985. V. 87. P. 145.
  24. Ngoepe P.E., Comins J.D. // J. Less-Common Metals. 1989. V. 148. P. 375.
  25. Bulatov V.L., Grimes R.W., Harker A.H. http://www.tms.org./pubs/journals/JOM/9704/Bulatov1997
  26. Eapen J., Annamareddy A. // Ionics. 2017. V. 23. P. 1043.
  27. Сорокин Н.И. // ФТТ. 2022. Т. 64. № 7. С. 847.
  28. Dworkin A.S., Bredig M.A. // J. Phys. Chem. 1968. V. 72. P. 1277.
  29. Чеботин В.Н., Цидильковский В.И. // Электрохимия. 1980. Т. 16. С. 651.
  30. Chadwick A.V. // Solid State Ionics. 1983. V. 8. P. 209.
  31. Сорокин Н.И., Соболев Б.П. // ФТТ. 2019. Т. 61. № 1. С. 53.
  32. Воронин Б.М., Волков С.В. // Электрохимия. 2004. Т. 40. № 1. С. 54.
  33. Privalov A.F., Lips O., Fujara F. // J. Phys.: Condens. Matter. 2002. V. 14. P. 4515.
  34. Roos A., Aalders A.F., Schoonman J. et al. // Solid State Ionics. 1983. V. 9–10. P. 571.
  35. Мурин И.В., Глумов О.В., Амелин Ю.В. // Журн. прикл. химии. 1980. Т. 53. № 7. С. 1474.
  36. Chadwick A.V., Hope D.S., Jaroszkiewicz G., Strange J.H. // Fast Ion Transport in Solids / Eds. Vashishta P. et al. Amsterdam: Elsevier North Holland, 1979. P. 683.
  37. Воронов В.М., Волков С.В. // Расплавы. 2001. № 4. С. 38.
  38. Sobolev B.P. The Rare Earth Trifluorides. Part 2. Introduction to Materials Science of Multicomponent Metal Fluoride Crystals. Moscow Institute of Crystallography and Institut d’Estudis Catalans. Barcelona: Spain. 2001. 460 p.
  39. Раков Э.Г., Тесленко В.В. Пирогидролиз неорганических фторидов. М.: Энергоатомиздат, 1987. 152 с.
  40. Sorokin N.I., Breiter M.W. // Solid State Ionics. 1997. V. 99. P. 241.
  41. Roos A., Schoonman J. // Solid State Ionics. 1984. V. 13. P. 205.
  42. Wiemhofer H.D., Harke S., Vohrer U. // Solid State Ionics. 1990. V. 40–41. P. 433.
  43. Sher A., Solomon R., Lee K., Muller M.W. // Phys. Rev. 1966. V. 144. P. 593.
  44. Roos A., van de Pol F.C.M., Keim R. et al. // Solid State Ionics 1984. V. 13. P. 191.
  45. Jordan W.M., Catlow C.R.A. // Cryst. Latt. Def. Amorph. Mater. 1987. V. 15. P. 81.
  46. Ngoepe P.E., Jordan W.M., Catlow C.R.A., Comins J.D. // Phys. Rev. B. 1990. V. 41. P. 3815.
  47. Криворотов В.Ф., Хабибуллаев П.К., Шарипов Х.Т. // Неорган. материалы. 2010. Т. 46. № 6. С. 745.
  48. Gotlib I.Yu., Piotrovskaya E.M., Murin I.V. // Comput. Mater. Sci. 2006. V. 36. P. 73.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (40KB)
Indexing metadata
3.

Download (38KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences