hrvatski

Impedancijska spektroskopija Cr2O3-PbO-Fe2O3-P2O5 stakala

Željezna su fosfatna stakla elektronski vodiči. Elektronska se vodljivost u ovim staklima opisuje mehanizmom malog polarona (eng. small polaron hopping), a posljedica je prijelaza elektrona s Fe(II) na Fe(III) ione. Elektronska vodljivost ovisi o udjelu Fe2O3, odnosu Fe(II)/Feuk i udaljenosti između željeznih iona, RFe-Fe. U ovom je radu istraživan utjecaj dodatka Cr2O3 na strukturna i električna svojstva PbO-Fe2O3-P2O5 stakala. Pripravljena je serija stakala množinskog sastava xCr2O3-(28.3-x)PbO-28.7Fe2O3-43.0P2O5, (0&#61603; x&#61603; 10). Električna su svojstva stakala istraživana impedancijskom spektroskopijom u frekvencijskom od 0, 01 Hz do 4 MHz i temperaturnom području od 303 do 473 K. Impedancijski su spektri analizirani modeliranjem ekvivalentnih krugova korištenjem kompleksne nelinarne metode najmanjih kvadrata (CNLLS fitting procedure). Strukturne promjene u staklima nastale dodatkom Cr2O3 istraživane su Ramanskom spektroskopijom. Ramanski spektri stakala pokazuju da povećanjem množinskog udjela Cr2O3 od 0 do 4 mol%, dolazi do depolimerizacije pirofosfatne strukture te porasta broja ortofosfatnih jedinica i nepremoštenih kisikovih atoma. Stakla koja sadrže >4 mol% Cr2O3 pokazuju djelomičnu kristalizaciju što je potvrđeno XRD analizom. Rezultati impedancijske spektroskopije prate opažene strukturne promjene. Impedancijski spektri stakala s <4 mol% Cr2O3 ukazuju na mehanizam vodljivosti koji odgovara prijelazu elektrona s Fe(II) na Fe(III) ione. Električna je provodnost ovih stakala približno konstantna što je u skladu s konstantnim udjelom Fe2O3 u ovim staklima. S druge strane, kod djelomično kristaliziranih uzoraka >4 mol% Cr2O3, električna svojstva snažno ovise o mikrostrukturi. Impedancijski spektri pokazuju dva doprinosa električnoj vodljivosti ; vodljivost kristalnih zrnaca i staklene matrice. Modeliranjem ekvivalentnih krugova uspješno su odijeljeni navedeni doprinosi.

fosfatna stakla; impedancija; električna vodljivost

nije evidentirano