ВЫЧИСЛЕНИЕ ИОННОЙ ПРОВОДИМОСТИ НА ОСНОВЫ РЕЛАКСАЦИИ В ВТСП МАТЕРИАЛАХ В ИНТЕРВАЛЕ ТЕМПЕРАТУР 300-550 К
(доцент, Каршинский Государственный
Университет)
(доцент, Каршинский Государственный
Университет)
(преподаватель, Каршинский Государственный Университет)
После гипотезы [1] о существовании в Y Ba2 Cu3 Ox фазового перехода при температуре 450 К был опубликован ряд публикации. Предположение заключается авторами [1,2] на основании обнаруженных в этой области температур аномалий комбинационного рассеяния света, аномалий температурных зависимостей параметров решетки и удельного сопротивления.
Из-за сравнительного большого затухания в максимуме используемых образцы имели вид тонких (300-500 мкм) пластин, которые наклеивались на буферный звукопровод из плавленного кварца или германия (pис-1).
Рис-1. Общий вид звукопровода.
1) буфер, 2) золото, 3) образец, 4)пьезоприобразователь из 
Были проведены исследования зависимостей затухания ультразвука (10-150 МГц) в монокристалле Y Ba2 Cu3 Ox от температуры при различных содержаниях кислорода в образцах (Х = 6.0-7.0).
Измерение показали что, монокристалле Y Ba2 Cu3 O6,8. обнаруженные пики затухания продольных акустических волн, распространяющихся вдоль оси С, при нагреве и охлаждении образцов не испытывают какого-либо гистерезиса рис. 2.
Рис.2. Температурная зависимость затухания продольных акустических волн, вдоль ось С в монокристалле Y Ba2Cu3O6,8
Для того, чтобы исключить возможные артефакты при измерении затухания, в качестве проверки затухания ультразвука измерения проводились также и в керамических образцах Y2ВаСuO5. В этом соединении пики затухания также отсутствовали.
Рис. 3. Температурная зависимость затухания продольных акустических волн, в образах У2 Ва Сu O5 (зеленая фаза) и
Так обработка экспериментальных данных в предложении характерной для времени релаксации температурной зависимости вида ф ~ (Т-Т0)-1 также дает удовлетворительное согласие расчета и эксперимента при условии что Т0 = 430 К. Вероятно, такой фазовый переход и может быть связан с перераспределением кислорода в цепочках.
Используя спектры температурной зависимости поглощения УЗ в диапазоне температур 340-550 К, можно вычислить коэффициент термодиффузия ионов кислорода. Для этого используем следующую формулу [3].
D = D0exp (-W/kт) (1)
где Do = vбб2, здесь б – скачкообразно изменяющееся расстояние.
б = 3 · 10-8 см, vб = 5 · 1014 Гц; тогда получим D = 0,4 см2/сек, где W – энергия активации, k – постоянная Больцмана, Т – верхняя граница температуры пики поглощения (~600 К).
Далее вычислим ионную проводимость, используя соотношение Эйнштейна.
ф = (Nq2D0/kТ) exp (-W/kТ) (2)
где N – количество ионов в единице объема для Y Ba2 Cu3 O7.0., q – единица заряда, N =5·1021 см-3 [3], q = 2e, е – заряд электрона, Т=600 К. Тогда согласно [3] ф=2·10-2 (Ом·см)-1.
Таким образом, ионная проводимость, определенная на основе наших экспериментальных данных, оказалось сравнимой по величине с проводимостью суперионных материалов (ф = 1,7 · 10-2 (Ом · см)-1 [3]).
Список литературы:
S. K.Kurtz, L. E.Cross, N. Setter, D. Knight, A. Bhalla, W. W.Cao and W. N.Lawless, Mater. Lett. 6,317, (1988);. , и др. Упругая и диэлектрическая релаксация в сегнетоэлектриках с размытым фазовым переходом. //Ф. Т.Т. – 1987. № 10 (29). – С. 2947 - 2952. Dienes G. I. Frequency Faжtor and Activation Energy for the Volume Diffusion of Metals. //J. Appl. Phys. – 1950. № 11 (21). – PP. 1189-1192.
