hrvatski

Utjecaj strukture na električni transport molibdensko-fosfatnih i volframsko-fosfatnih stakala

Fosfatna stakla koja sadrže okside prijelaznih metala pokazuju polaronsku vodljivost kao posljedicu gibanja elektrona s metalnog iona nižeg na metalni ion višeg oksidacijskog stanja. Budući da ova stakla pronalaze primjenu u različitim elektrokemijskim uređajima, razumijevanje povezanosti sastava, strukture i električnih svojstava ključno je za njihov razvoj. U tu svrhu, električna svojstva dvije serije stakala, xWO3-(100-x)P2O5 i xMoO3-(100- x)P2O5, x=40–80 mol% istražena su impedancijskom spektroskopijom u širokom frekvencijskom (0.01 Hz–10^6 Hz) i temperaturnom (303 K–513 K) području dok su Ramanovom spektroskopijom praćene strukturne promjene nastale povećanjem udjela WO3 odnosno MoO3. Elektronskom spinskom rezonancijom određeni su udjeli metala u različitim oksidacijskim stanjima. Mjerenja su pokazala značajno veću elektronsku provodnost WO3-P2O5 stakala u odnosu na MoO3-P2O5 stakla analognog sastava iako je udio W5+/Wtot izrazito manji od Mo5+/Motot (slika 1). Dobiveni rezultati posljedica su različite strukture dviju serija. Dok se MoO6 i MoO4 poliedri ravnomjerno ugrađuju u fosfatnu mrežu, WO6 oktaedri stvaraju trodimenzijske klastere povezane W5+– O–W6+–O–W5+- mostovima koji uvelike olakšavaju transport polarona. Ipak, pri višim koncentracijama WO3, zbog intenzivnog klasteriranja, lokalna struktura je više „crystal-like“ te provodnost drastično pada (slika 1). S druge strane, povećanjem udjela MoO3 provodnost raste dok je nagli pad posljedica smanjenja udjela Mo5+/Motot. U drugom koraku ispitana su svojstva skaliranja spektara provodnosti Summerfieldovim i Sidebottomovim postupkom. Pokazalo se da načelo vremensko-temperaturne superpozicije odnosno neovisnost mehanizma vodljivosti o temperaturi vrijedi za sva stakala osim W-80 zbog nehomogenosti uzorka i/ili „crystal-like“ transporta . S druge strane, Summerfieldovo skaliranje odstupa u slučaju Mo-40 i Mo-50 stakla zbog moguće promjene u gustoći nositelja naboja i dostupnih puteva transporta polarona s temperaturom.

Stakla ; električna svojstva ; skaliranje ; Ramanova spektroskopija

nije evidentirano